什么是生命?什么不是生命?这个问题似乎有一个标准答案,那就是:能生长、能繁殖、会新陈代谢,还能对外界环境做出反应——满足这些条件,就可以算是生命,反之则不是。
然而随着对微生物研究的不断深入,科学家却逐渐发现,这个问题有点不好回答,因为生命和非生命并不像我们想象中那样边界分明。
比如说人们曾经认为,一个生命体要维持最基本的生命活动,至少需要好几百个基因,因为无论是复制自己、制造蛋白质,还是维持内部稳定,都需要一整套复杂的分子机器,这些机器背后都离不开基因的指令。
但科学家后来却在昆虫体内发现了一类细菌,其基因数量只有一百多个,它们几乎把“非必要”的东西都丢掉了,只保留最基本的部分。
那它们是怎么活下去的呢?答案是,它们不再“独立生活”,而寄居在宿主体内,与宿主形成一种非常紧密的共生关系。
比如某些昆虫体内的细菌,专门负责生产某一种氨基酸,而这种氨基酸正是昆虫自身无法合成、却又必不可少的,作为回报,昆虫为这些细菌提供稳定的环境和营养来源。
正如我们所知,细菌是被归类为生命的,但这些细菌却并不完全满足我们对生命的定义,那它们还应该算是生命吗?这个问题,没有一个明确的答案。
如果说这些极简细菌是在“生命”这边向“非生命”那边靠近,那么在另一边,还有一类存在正试图从“非生命”跨过来,那就是病毒。
研究表明,病毒有遗传物质,会复制,也会进化,但它没有自己的代谢系统,也无法独立完成繁殖,只要离开宿主细胞,它们会就像一段被封存的代码,什么也做不了。
所以在过去的很长时间里,科学家都普遍认为病毒不是生命,然而这样的看法,近年来也开始动摇了。
转折点出现在一类被称为“巨型病毒”的发现上。这类病毒的体型比普通病毒大得多,大到一开始甚至被误认为是细菌,而它们的基因组,也远远超出了传统病毒的规模,有的甚至包含上千个基因。
更重要的是,传统观点认为,病毒之所以不是生命,有一个重要原因就是它们不能独立合成蛋白质,必须完全依赖宿主细胞的核糖体来完成这一步。
但近几年来的研究发现,一些巨型病毒居然携带了一部分与蛋白质合成相关的分子工具,在宿主细胞状态不佳、甚至关闭自身蛋白质生产系统的时候,这些病毒仍然可以进行蛋白质合成。
除此之外,还有一些奇怪的存在,比如说朊病毒,它们其实只是错误折叠的蛋白质,没有DNA也没有RNA,但它可以“复制”自己——通过诱导正常蛋白质变成和自己一样的结构。
又比如说类病毒,它们只是一小段裸露的RNA,没有蛋白质外壳,却依然可以在植物体内扩增。
这些东西,有的能复制,有的能传播,但又缺乏传统意义上的生命特征,那它们算不算是生命呢?这个问题同样没有明确的答案。
可以看到,我们通常对“生命”的定义其实有点理想化,而现实中的自然界,生命和非生命之间,并不像我们想象中那样边界分明,而是充满了各种过渡状态和模糊地带。
总而言之,与其说“生命”和“非生命”是两个截然不同的类别,不如说它们之间存在一条连续的光谱。从完全依赖宿主、几乎没有自主能力的分子结构,到拥有完整代谢系统、可以独立生存的细胞生命,中间有无数种中间形态的存在。
可以想象的是,在几十亿年前,生命刚刚诞生的时候,很可能也是从这种模糊状态开始的,或许最早的“生命”,其实只是一种能够逐步积累复杂性的中间形态。