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生命

  • 拼音:shēng mìng 英文:life
绿色植物-生命
绿色植物-生命

  生命泛指一类具有稳定的物质能量代谢现象(能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界)、能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统。生命个体通常都要经历出生成长死亡。生命种群则在一代代个体的更替中经过自然选择发生进化以适应环境。生物学则是以研究生命为中心的科学。
  具有以上特征的个体均被视为生物,不过并非所有对生命的定义都以上述条件为标准。例如新陈代谢和自我复制的能力有时被视判断生命的根本条件,我们称之为生命现象病毒在有寄主可寄生的时候,会表现出生命现象;但在没有寄主可寄生的时候,不会表现生命现象,所以病毒是介于生命无生命之间的一种奇妙的生物
生命没有公认定义,不同的科学家曾提出过各种定义。

传统定义

  科学家经常认为只有生物体会展现以下全部现象:
  体内平衡:能够调节体内环境以维持身体处于一个相对恒定的状态,例如恒温动物能发汗来降低过热的体温,也能靠发抖来产生额外的热量以保持体温。

生物存活于石山之上
生物存活于石山之上

  组织性:由一个或以上的生物基本单位──细胞所组成。

  新陈代谢:能够转换非生物为细胞成分(组成代谢)以及分解有机物(分解代谢)来获取和转化能量。生物体需要能量来维持体内平衡及产生其他生命现象。
  生长:使组成代谢的速率高于分解代谢的速率来让细胞体积增大,并在细胞分裂后使细胞成长。一个生长中的有机体增加其细胞的数量和体积,而不止是将得到的物质积存起来。某些物种的个体可以长得很巨大,例如蓝鲸。
  适应:对环境变化作出反应的能力,与生物当前的身体构造、生活习性及遗传有关。这种能力对生存是很重要的。生物可以通过进化适应环境。
  对刺激作出反应:反应可以以很多方式进行,从单细胞变形虫被触碰时的收缩到高等生物在不同情况下的复杂反射。最常见的反应是运动,例如植物的叶片转向太阳以及动物追捕其猎物。
  繁殖:能够产生新的个体。包括只需一个亲本的无性生殖和需要至少两个亲本的有性生殖。
大部分科学家称这样的现象为生命的表现方式。通常必须具备全部七个特征才能被视作生命。
  但是,这个定义也有局限性[3]。例如:有些生物体不能繁殖,因为它们是正常物种中自然形成的生殖器官发育不全的类型(例如工蚁、工蜂),或者它们的生殖器官受到了破坏(比如宦官),或者它们是种间杂种而不能产生后代(例如骡、狮虎兽)。这些生物体仍是生命。有些人说生命的特性是可遗传的;因此,这些不能繁殖的有机体也还是有生命的,它们仍可以通过亲属选择等机理来产生新个体。

幼儿-生命
幼儿-生命

  有些人认为病毒和朊毒体(能够进行自我复制的蛋白质)是可以自行复制的毒素而不是生命体,因为它们不能在没有其他细胞的情况下表现出生命现象。但是,立克次体和衣原体等有类似细菌的细胞结构的生物也不能独立执行很多重要的生化过程,它们也要进入真核生物宿主细胞的细胞质内进行生长和自我复制。另外,几乎所有的生命都倚赖其他物种提供食物,并且归根结底需要地球上某些细胞的特殊化学作用来提供能量源,如光合作用和海底热泉细菌的硫化作用。
  具系统性的生命定义是,生物是自我组织并自我制造的。这些物质不与耗散结构混淆(如:火)。
  这个定义变种包括了斯图尔特 考夫曼(Stuart Kauffman)定义生命为能够复制自己或他人的一种自主主体(autonomous agent)或一种多主体系统(multi-agent system),并最少完成一次热力学循环。

其他定义

  生命是具自我组织、自相残杀的系统的特征,而其中包含了可以突变的族群。这定义不包括某些哲学定义为有生命的火焰,但包括了工蚁、病毒和骡。自我复制以及能量消耗只是系统要保持延续的方法之一。这解释了为何蜂有生命但又会为了保护蜂巢而自杀。在这个个案中整个群体运作的方式与生物无异。[来源请求]
一种制造不同且可变复杂性的互动物质组织,透过利用物质和能量复制“接近完美”的个体。这个定义中的“接近完美”便是复制中有利于使生物适应环境的突变。[来源请求]

生命的起源

  生命的起源

围绕黄石公园大棱镜泉的嗜热生物
围绕黄石公园大棱镜泉的嗜热生物

  尽管不能准确地找到确实时间,但有证据表现地球上的生命已存在了大约37亿年[5]。

  虽然没有标准表示生命起源的模型,但现时最为公认的科学模型[6]建立于一个或更多包括下面的发现之上,可以粗略地列出有以下假设:
  模拟真实的史前生物环境以制造形成生命的基本细小分子。这已由米勒-尤里实验以及Sidney W. Fox的工作所证明。
  磷脂自发地形成脂双层,而脂双层是细胞膜的基本结构。

  制造随机核糖核酸分子的过程可能制造出核酶,而可以在非常特殊的环境下制造更多核糖核酸。
  很多不同的假说认为早期地球上的简单有机分子能够转变为原始细胞并进行新陈代谢。很多模型可分为“先有基因”或“先有新陈代谢”两类,但最近流行的混合模型并不属于任何一类[7]。现时所推测的生命历史还有很多疑点,生命的起源对科学家而言仍是一个很大的谜团。

外星生命

外星生命和天体生物学

  在宇宙中,地球人类已知的唯一存有生命的星球。德雷克公式可以估算其他地方出现生命的机率,但科学家不同意很多公式中变量的值(严格地说,德雷克公式计算的是处于银河系中且我们可能接触的外星生物的数量,而不是有生命的机率)。取决于不同的值,方程式可以暗示生命的形成是频繁或稀少的。德雷克计算我们在任何时间可能接触的外星生命只有1个。
  有关地球生命的起源,胚种论也被称为外源性起源认为生命来自宇宙,通过陨石、彗星或宇宙尘等天体到达地球。但是这些理论对解释生命的起源没有帮助。

生命的终结

  即生命体死亡阶段或状态。以人类为例,一般以呼吸及心脏跳动停止和脑部完全停止活动(非暂时性的停止)为判定死亡的标准。详见(死亡)。
  生命体的死亡可以是因为细胞分裂的次数达到极限而衰亡,也可以是被毒素、自然灾害或其他生物杀死。
  任何一个个体的死亡并不会威胁物种的存在,反而是维持物种延续的重要环节。如果年老的个体永远不死,新的个体会失去生  存空间和生存必需的资源。但个体大量死亡至难以维持繁殖时,物种就可能灭绝。

  已经死亡细胞不能重建生命活动。已经死亡的生物个体不能复活。这是生命的基本特征之一。

古代生命观

  古希腊哲学家倾向于把一切尚不了解的产生运动的原因称之为“”。以后的学者们就借用了这个“力”的概念,研究了各种运动,如物理学中的“引力”、“电磁力”,化学中的“亲和力”等。他们的研究取得了很多成果,但至今还没有弄清楚古希腊哲学家很早就提出了所谓“活力”或“生命力”是什么。中国古代的哲学家倾向把尙不了解的产生运动的原因归之为“气”生命被看做是“气”的活动。例如,“人之生也,气之聚也,聚则为生,散则为死......故曰通天下一气耳”“气”也是不明确的概念,不同的学者有很不同的解释如:“人之生,其犹冰也,水凝而为冰,气积而为人。”这里把生命的形成比作结冰的过程,也有把生命比作火的。,如:“人含气而生,精尽而死,死犹撕,灭也。譬如光焉,薪尽而火灭,则无光矣。故灭火之余,无遗炎矣;人死之后,无遗魂矣。”这种观点则强调生命是一个无知的代谢过程。正因如此,所以中国古代哲学家把生命看作一个物质运动过程,常把生与死连起来讨论,这也是中国哲学家的思想特点,例如“有血脉之类,无有不生,无生不死,以其生,故知其死也”把生命看作与死亡对立的。

现代生命观

  根据生命形态的表现特征所归纳的生命定义 现代科学出现后,人们就对自然现象分门别类地研究,各门科学从不同的角度来研究生命,因此看法也不尽相同。20世纪50年代以前,人们从所有生命形态的共同表面特征归纳出一个“生命”的定义认为:生命是一个具有与环境进行物质和能量交换(即新陈代谢)、生长繁殖遗传变异和对刺激作出反应的特性物质系统。这种类型的定义,描述了生命活动的一搬特征,具有一定的认识价值。但是随着科学的发展,愈来愈觉得这种定义有很大的局限性。因为所有的这些特征都可以有一些例外。

分子生物学的生命观

  从生命物质微观构成的共性来概括生命定义 根据分子生物学的研究,人们对构成生命活动的基本物质有了比较详细的了解。生命体的形状、大小和结构可以千差万别,但他们都是由脱氧核糖核酸DNA)、核糖核酸RNA)和蛋白质等大分子为骨架构成的。

植物幼苗-生命
植物幼苗-生命

  DNA是由四种不同的叫做脱氧核苷酸的小分子(单体)按一定排列次序组成的一条非常长的分子链。列如大肠杆菌的 DNA就是有约两万个脱氧核苷酸分子组成的长链。在各种不同形式的生命体中,DNA相当于同样的字母写出的长短不同、排列次序不同、因而意义也不同的书。RNA也是有四种不同的叫做脱氧核糖核苷酸的单体连接而成的分子链。其情况与DNA相似,但链较短。各种不同形式的生命体重有着各式各样长短不一的 RNA蛋白质是由20种不同的氨基酸单体按照一定次序连接起来长链分子,各种不同的生命体中具有各式各样的单体排列次序的长短不同的蛋白质链,链的折叠、卷曲形状也不同。总之各种生物的DNA、RNA和蛋白质都分别由四个脱氧核苷酸、四种脱氧核糖核苷酸和20种氨基酸单体组成,也就是说它们都是由通用的“元件”组成的。这些核酸、蛋白质在各种生物的生命活动中所起的作用也基本相同。

植物也有生命
植物也有生命

  由于DNA可以自身复制,因而使生命物质具有繁殖遗传的能力;由于DNA能通过转录和翻译决定RNA及蛋白质的结构,从而控制了生物的形态结构和生理功能;而复制、转录及翻译这些过程又都需有蛋白质酶及RNA参与。这样,就有了一个分子生物学的生命定义:生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用产生的。可以不断的繁殖的物质反馈循环系统。这种说法是对生命物质的微观结构及其运动过程的描述。他概括了分子生物学的一些重要的理论突破,但仍然有一些界限不清楚的地方。自然界有一列东西称为病毒,病毒是由核酸链和蛋白质外壳构成,单独存在时,好像一种纯粹的化学物质,并可结晶;但一旦进入了活的特定的宿主细胞中,就可利用宿主细胞内单体和能量的供应,以及复制、转录和翻译的“机器”自我繁殖。它更为简单,只是一些裸露的环状核酸,但可以进入活得细胞中间,利用活细胞内的复制“机器”自我繁殖。此外,类病毒也有类似的情况。这些物质是肉具有生命,有人认为,只要能控制自身繁殖和遗传变异并对进化力量独立做出反应的都应称之为生命。如果这样讲,那么病毒,噬菌体、质粒和病毒之类的东西就都可划为生命体。也有人认为必须能够独立自主地复制、转录、翻译,而病毒、类病毒和质粒之类的东西是一种不完整的生命形态,它们都是寄生的,不能独立存在。但后一种观点也不能成为明确的生命定义的划分界限。因为生命体从来就不是一个孤立的存在物,它与周围环境以及与其他生命都有着不可分割的联系。这就使得什么是独立生活、什么是寄生生活失去了明确的意义。因此还需要从宏观的角度、也就是从生态学去研究生命观

参见

非传统生物
人工生命
外星生命
细胞生命
非细胞生物
细胞自动机
嗜极生物 - 生存于“极端”环境(例如热液喷口)的生物

生命的起源
盖亚假说
分类学 - 描述,分类以及命名生物的科学
种系发生学 - 研究物种间的进化关系
生命游戏 - 简单透过数学上模仿生态系统的动态细胞自动机

扩展阅读:

1 高科技前沿-生命科学:http://www.bjkp.gov.cn/gkjqy/smkx/index.htm 2 http://www.friendshipmuseum.com/tabid/239/InfoID/2782/Default.aspx

参考资料:

所属分类:

基础医学-其他

开放式分类:

哲学  生物  生物学  生命  词语

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