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生物学中的无限。生命是无限的吗?

Amalia Gabriela Diaconasa

生物学中的无限似乎是一个矛盾的术语。因为生命就其本质而言似乎是有限的。自古以来,推理都是建立在观察的基础上的,很难根据亚里士多德的逻辑来概括,即人是会死的。经验观察是人类都会死亡,但我们是否可以概括说每个人都会死亡?不是。尽管其他古代哲学家,如伊壁鸠鲁派,警告人类死亡,这对他们身边的人来说是不幸的根源,但一般来说,生命对人类来说是有限的,对其他生物来说也是如此。众神是个例外。诸神是生命形式吗?伊壁鸠鲁派正是这么认为的。在这个大宇宙中,必然存在着各种各样的生命体。包括我们想象中的诸神。但如果那些拥有我们认为超自然力量的不朽生命存在,那么他们就没有办法关心我们凡人。因此,我们必须按照自己想要的方式生活,摆脱对神灵或其他超自然法官的恐惧。

古人认为,如果我们要遵循圣经,就必须征服永生,这是众神的特权。有句话说“人将学会永生”。死亡是犯罪的结果。在伊甸园里,人类生来就是为了永生。死亡是对罪的惩罚。基督教圣经里的那个。如果我们学会摆脱罪恶,我们就会永远活着。这在地球上。以现在的人类形态。根据启示录,复活将以正常人类形态在最后的审判之后发生。人类将恢复到原来的样子,有血有肉,并活到时间的尽头。这是一个比喻,因为生命将是无限的,时间将永远不会结束。

这就是古人对永生的看法,尽管有些生活在《旧约》成书之前、巴比伦之前的人不会等到最后的审判。他们希望永远不死,永远活下去。这就是来自古苏美尔的女神之子吉尔伽美什。在“坚固的乌鲁克”中有几个叫这个名字的国王。我们不知道他们中的哪一个可能启发了这个著名的传说。吉尔伽美什通过实际手段寻求永生。经过多次冒险,他发现了一种可以长生不老的草药。只是掉进海里,被鱼吃掉了。于是吉尔伽美什不得不接受自己必死的命运。在这棵植物之前,几个玛土撒拉年龄的老人(尽管他们的年龄超过了著名的圣经人物,即巴比伦人的年龄,根据诺亚·尤瓦尔·哈拉里里-智人的说法,《旧约》是巴比伦文本)向他表明了一系列可以使他永生的行为。除此之外,他不应该睡很长时间。当然,那是他睡得最差的时候,因为他整天除了睡觉什么也没做。然后他必须以某种方式行事,包括对待他的妻子。当然,在这里,他也比平时更想打破规则。这与永生规则无关,也与道德规则有关(即家庭暴力)。

当然,古代传说充满了寓言和象征。不应如此看待它们。吉尔伽美什洪水的古老目击者想告诉他什么?实现永生需要一定的自我控制,遵守一些硬性的规则,而这不是每个人都能做到的?事实上,一些进行了数十年的纵向研究表明,尽责与长寿有关(Friedman 和 Martin,2011)。班里最认真的孩子,学习好,寿命长。当然,这是关于统计数据、大数字。而鲁莽的吉尔伽美什,一个准备拔出剑并“不加判断地杀戮客人”的国王(而不是王后)(正如斯蒂芬大帝,后来也被称为圣人)几乎不具备这种品质。

有趣的是,长期禁止睡眠曾是获得永生的考验之一。这一切都与自我控制、禁欲主义有关。但它是关于永生的吗?永生意味着什么?我们不知道那种古老文化的符号,这些符号是用与任何当代语言都无关的楔形文字书写的。但这可能是为了“睡眠”一些反应吗?根据衰老的生化假说,细胞经济和身体某些反应的丧失可能会导致我们所说的衰老(Diaconeasa,2022)。吉尔伽美什必须不让某些反应消失,这种反应发生在有机体的发育和生长过程中。众所周知,全能干细胞仅出现在哺乳动物(包括人类)胚胎发育的早期阶段。然后干细胞可以制造、分化成几种类型的细胞,但不是全部。在发育过程中,干细胞不仅变得越来越特化,也就是说,它们只能分化成一种(或几种)细胞类型,而且其中一些干细胞根本不复存在。是的,有时他们会“带着丑闻”这样做,也就是说,他们会改变,即他们会受到诽谤。这就是一些儿童癌症的出现方式。事实上,癌症是细胞(干细胞)无法分化的结果。它们的分裂具有巨大的活力,但随着年龄的增长而消失,事实上它们可以无限地分裂,但以分化为代价。也就是说,它们不能再转化为在体内发挥特定作用的特化细胞。当然,随着年龄的增长,正常干细胞会失去分化能力。这里我指的是与环境真正相关的东西,即免疫系统的细胞。随着年龄的增长,在高龄时,特异性抗体的出现变得更加困难。干细胞降低其分化能力。

至少 体外 一些更有趣的事情正在发生,至少乍一看是这样。培养的细胞在分裂一定次数后失去分裂能力。衰老源于细胞分裂能力有限的结论很快就得出了。还发现了这种在培养物中增殖能力有限的原因:一种称为端粒酶的酶,它参与染色体末端的复制,通常情况下,参与复制的酶位于该酶上,它精确地阻止这些称为端粒的末端的复制。这一发现也获得了诺贝尔奖。就这样,我们恢复了端粒酶,就这样,老年消失了。

但事情要复杂得多。关于端粒酶、培养物中细胞的复制极限(海弗利克极限)的批判性讨论参见此处(Diaconeasa,2022)。简而言之,端粒也在没有端粒酶的情况下通过其他机制(在无限分裂的恶性细胞中)合成,并且端粒酶在所有类型的成体细胞中并非不存在。不管怎样,如果人类活得足够长,细胞分裂次数等于我们物种培养细胞的复制极限,那就太好了。

在不继续讨论衰老斜率的情况下,我们可以提到生命取决于生化反应和反应,衰老只是某些物种中发生的现象。有些人我们不知道他们是否会变老,但无论如何,其他人变老后的寿命可能会很长。因此,哺乳动物的生命是有限且脆弱的。

生命是无限的吗?

当生命看起来如此脆弱时,我们还能谈论生物学中的无限吗?是的,我们真的可以谈谈。这取决于我们如何定义生命以及我们在哪里看待脆弱性。丢失的是某种类型的信息。分化或增殖的能力。事实上,那些在培养物中不再分裂的衰老细胞将高度分化。无论如何,它们在体内具有特定的功能,例如伤口愈合(尽管事情并不像我想象的那样)体外)。 随着年龄的增长,衰老和发育的过程中,区分能力在很大程度上会丧失。全能干细胞可以分化成任何东西,但在哺乳动物中也仅处于发育的第一阶段。
但生命真的有能力分化成我们想要的任何东西吗?如果这些全能干细胞也能分化成兽孔类爬行动物(我们的哺乳动物祖先)或哺乳动物和人类系统发育中其他遥远物种的细胞,那就太好了。我们不要忘记,恶性细胞是不朽的。海拉细胞已经在世界各地的实验室中复制了数十年,并且仍在分裂。几乎完全由干细胞组成的淡水水螅似乎是永生的。但最有趣的是:细菌是不朽的。他们已经在这个星球上生活了十亿年,并且仍然坚持不懈。我的意思是他们仍然分手。他们获得新角色的能力是惊人的。在短时间内,它们可以获得令人难以置信的特性,例如对抗生素的抵抗力或代谢它们以前从未遇到过的新物质的能力。当然,如果他们不再见到她,他们也会失去这些角色(信息)。如果我们停止服用抗生素,细菌就会失去抵抗力。但数十亿年来,它们一直在不断分裂和复制其遗传物质(地球上的生命显然已经超过 30 亿年)。从那时起,他们就以自己的方式适应。可以说,如果维持一定的条件,生命是无限的。

但生命中什么是无限的呢?为了解释生物学中的利他主义,考虑到自然选择,即生存斗争,将涉及与整个世界的持续战争,即霍布斯所说的“每个人对所有人的战争”(bellumomniumcontraomnes),理查德·道金斯在《自私的基因》中诉诸基因的“自私”,这将导致基因生存意义上的利他行为。也就是说,基因出于自身的自私,促使你去利他主义,为了生存,通过与其他基因的联盟和复杂的策略。根据道金斯和他的追随者的说法,基因是不朽的,它是生物学中无限的、不朽的实体。基因为了它们自己的、超自我主义的利益而操纵我们。

是的,我不知道道金斯的同胞会说什么。奥卡姆的威廉就是这个推理。我们只讨论复杂性,即剃须刀为什么会起作用,而不是准确性。尤其是自私,从细菌开始,继续克罗普特金在《互助:进化的一个因素》中描述的一切,他不了解细菌,与事实相矛盾。细菌能够存活数十亿年,它们将带有抗生素抗性基因的质体(遗传物质片段)扔到环境中,并且在通过自身突变成功获得最奇怪的底物后,能够代谢这些最奇怪的底物。 换句话说,它们与所有邻居、亲戚、甚至其他物种的朋友分享自己的发现。克鲁泡特金表明,自私和生存斗争虽然存在,但却被合作所掩盖。人类虽然能够杀死同类,但也能够合作,而合作是人类进化、人性化的重要因素。

合作和慷慨是生命的原始特征。侵略及其表现形式——暴力——实际上应该是分化的形式、特征,比如眼睛或腿吗?但生命并不一定要有眼睛或脚,尽管它们在进化中已经多次独立地发展出来。

道金斯用他的自私基因描述的是更具病毒性的行为。病毒是带有一些由这些基因编码的蛋白质的基因,但没有代谢机制。可以说,它们定殖于宿主细胞中,并使宿主细胞的代谢、蛋白质合成装置发挥作用,使它们偏离其正常功能。也就是说,细胞不是合成自己的蛋白质,而是合成病毒的蛋白质。但你能说出这样的话吗?病毒就像一种不受细胞调节的外来物质。你可以说它是细胞内寄生虫,但寄生虫是活的。病毒没有生命。它是一种更复杂的分子,能够进入细胞并与细胞物质相互作用。激素也会进入细胞(部分),引起反应,即使它们不是由该生物体产生的。我们能说荷尔蒙是自私的吗?激素与病毒、基因一样,在生物学中并不代表无限。尤其是,正如我们所看到的(不愉快地),病毒,尤其是RNA的“自私”并没有走得太远。它们的遗传物质经历了许多突变,这让我们在生产疫苗时感到困惑。 DNA更加稳定,据信这就是它作为遗传物质进化的原因。核材料类型的第一个“信息”分子是RNA。

生物学中的无限部分是什么?生活本身,是什么定义了它。如果环境的变化没有导致生命形式的毁灭,那么这种情况就会无限期地持续下去。我们可以说它是一个永动机。不是 I 型,根据热力学第一原理,这是不可能的。生命的发展和演化遵循热力学第二定律。花朵的绽放、胚胎的发育都是由于这个原理。

生命不间断地持续了十亿年,通常以奇异的形式出现,例如菊石、恐龙、哺乳动物,无论如何,它们都只是细菌(可能是植物)的载体。因为,与古人的看法相反,动物是为植物,尤其是细菌服务的,而不是相反。人体内的细菌细胞比人体细胞还多。此外,根据林恩·马古利斯的假设,真核细胞具有明确的细胞核和发生特定反应的其他细胞区室,起源于内共生,即细菌细胞之间的细胞共生。动物的线粒体和植物的质体,通过氧化和光合作用进行细胞能量生产反应,最初是细菌。尽管一些线粒体基因是由核DNA编码的,但它们像细菌一样分裂,并像细菌一样通过卵子的细胞质一代一代地传播。

那么生命是什么?生命发生在细胞质中。具有各种功能的蛋白质在那里合成,细胞生化反应在那里发生。在未划分的细菌细胞中,也发生遗传物质(细菌染色体)的复制。生命就是新陈代谢,但能简化成这样吗?发生生化反应的水箱是生命吗?不是。因为生命是能够自我维持的东西。也就是说,它支持自身的热力学不平衡。这种不平衡通过梯度(包括膜)自我延续。生命可能始于膜,伴随着脂滴中反应介质的分离。但这还不够。生命产生自己的能量。它来自氧化还原反应,来自光合作用(在蓝绿藻中,它们是原核生物,它们没有像细菌一样明确的细胞核),毕竟也是一种氧化还原反应(镁原​​子的氧化),生命产生能量,通过这些能量支持一些反应,包括那些确保其热力学不平衡的反应。细胞膜的电极化由离子泵大力维持,离子泵消耗 ATP(一种将大量能量注入其键中的分子)来发挥作用。可能首先像含氮碱基这样的分子被用于能量储存的目的,然后它们编码信息的作用就出现了。生命发生在细胞质中。它可以在没有核心的情况下继续运行,但速度会降低,并且会丧失除法能力以及其他功能。在哺乳动物中,红细胞没有细胞核,但执行运输血红蛋白的功能。当然,它们取决于整个有机体。我们可以假设,一开始,遗传物质出现在一些实体中,然后通过捐赠传播,就像现在在细菌中发生的那样?

生命是无限的,因为生物体是热力学不平衡的小工厂。生命就是这样一个工厂,因为细胞,无论多么简单或复杂,都会相互交流。它在困难的条件下创造发明,例如细菌突变带来的发明。但有时这些发明涉及复杂的结构。生命可以产生负责行走、视觉、听觉和许多奇怪行为的结构,其中一些必然与繁殖有关,但无论它是什么,它都会产生自己的膜(如果不是细菌和植物中的细胞壁)、自己的能量和环境的不平衡。如果它已经持续了超过 30 亿年,我们就有理由相信它是无限的。我们所看到的一切都始于活细胞中的最初反应。我们是 30 亿年反应的结果。世界末日,如果有的话,即在一场极具破坏性的灾难之后,将维持具有基本特征的生命形式,即细菌。生命将继续存在,直到不再可能为止。

参考书目

Dawkins, R. 《自私的基因》,牛津大学出版社,2007 年

Diaconeasa, A. G.《衰老中的缺失环节》,Ninsun,2022 年

弗里德曼,H.S.,马林,L.R.长寿项目:具有里程碑意义的八十年研究对健康和长寿的惊人发现,哈德逊街出版社,2011 年

Harari, Y. N.,《智人:人类简史》,复古,2015 年

彼得·克鲁泡特金,《互助:进化的一个因素》,多佛出版公司,2006 年

作者

  • Amalia Gabriela Diaconeasa 是一名生物化学毕业生,拥有布加勒斯特大学生物学院神经生物学硕士学位。他拥有布加勒斯特理工大学老年学博士学位。他职业生涯的大部分时间都在老年学领域工作,研究细胞衰老以及药理学。他曾在布加勒斯特“安娜阿斯兰”老年病学和老年学研究所工作,也曾在布加勒斯特大学生物学院、“安娜阿斯兰”学院进行合作。
    他目前是 Ninsun 研究公司的科学总监。除了几篇同行评审文章外,她还是《饥饿文明:人性化的另一种方法》一书的作者,该书提出了一种跨学科的人性化新假设,但也是老龄化中缺失的环节,基于具有进化意义的老龄化新假设。
    她是提高健康预期寿命的积极分子。

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