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十大生命未解之谜
http://www.100md.com 2004年9月30日 《当代健康报》 2004.09.30
     作为地球上最聪明的动物,人类几乎把世界上的一切都纳入了自己的研究项目。但是研究来研究去,最无法参透的似乎还是我们人类自己。最近,全球最权威科学杂志之一的《新科学家》评选出了生命科学领域的十大未解之谜,这些谜有些是公认的难解,有些却看似普通。

    一、生命是如何开始的?

    1953年的研究证明,构成人类的基本化学物质如氨基酸等可以在一定的大气环境中自然生成,因而产生了人类起源于原始海洋的理论。

    50多年来,这个理论仍然无法被证明——单分子是怎样在海洋中演变成今天的DNA和蛋白质的?这是典型的鸡和鸡蛋的问题,如果说构成蛋白质的DNA催化了复制DNA的化学反应,那么最初的DNA是怎么来的?

    另一个令科学家不解的问题是,最初是怎样产生了足够的化学物质,然后生成复杂的蛋白质和核酸的。科学家推测,可能是某些矿物质的表面为它们提供了场所,或者是小滴的海水被抛到大气中,因而产生了演变。
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    至于生命开始的年代,说法也从27亿年前到38亿年前不等,还有人认为生命本来就不是从地球起源的。

    二、物种的数量到底有多少?

    近两个半世纪以来,科学家已经命名了170万种生物,但几乎所有人都认为,还有很多不知名的物种存在。现在,科学家打算利用全新的分子学和传统物理学手段来计算物种数量,我们有望在20年内得到答案。

    三、我们还在进化吗?

    进化建立在两大基础上:遗传变异和自然选择。变异基于基因突变,它贯穿着整个进化史,但是自然选择呢?对人类来说,并不是只有健壮的人才能生存下去。现代医学帮助人类克服了许多疾病和伤痛,生育和繁殖技术使人类的繁衍可以被随意操纵,工具使我们不必发展粗壮的肌肉,另外还有气候环境的变化,新型疾病的出现……

    我们不知道基因技术会带来什么结果,但有一点是肯定的:我们的基因可能发生着比以往更快的变化。进化到底会带领我们走向何处还是一个谜。
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    四、我们为什么要睡觉?

    人一生有1/3的时间在睡觉。这是为什么?有一点是肯定的,睡眠和脑有关。

    因为植物和器官都不睡觉。

    睡眠包括两个阶段:快速动眼期和非快速动眼期。科学家认为,非快速动眼期和大脑损伤的修复以及排泄有毒代谢产物有关。证据一:代谢率高的动物比代谢率低的动物睡眠时间长;证据二:被剥夺了睡眠的老鼠出现了大脑氧化损伤。但是,快速动眼期是怎么一回事呢……

    五、智慧是必需的吗?

    智慧是一种生存适应。智慧的进化是动物适应不可知环境的产物。那么,这是否意味着从生命诞生开始,智慧就注定会产生呢?事情没这么简单,因为自然选择的方向是受益多而消耗少。正如去年的一项研究显示:有脑的果蝇在食物短缺的情况下生存得更短。大脑只占我们体重的2%,却需要消耗20%的能量,它似乎应该被逐步淘汰掉。然而,我们却受益于我们的大脑和智慧——我们掌握着世界,创造着快速变化的环境。
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    六、什么是意识?

    对科学界来讲,意识是个难题,因为它是完全主观的。如今生物学家和神经学家想要揭示意识和大脑的联系。现在还没有证据显示大脑有一个特定区域在我们有意识时活动着,而在意识消失后停止活动。但即使你接受意识和大脑相关的观点,即使你发现意识和大脑的一系列活动有关,最根本的一个问题仍然存在——为什么这些大脑神经元的活动会产生意识?

    七、为什么会有性别?

    99.9%的多细胞生物进行有性繁殖,以确保后代的多样性。可是,如果雌性不需要异性就能繁殖,那么很快她的后代就能繁荣昌盛,雄性很快就会消亡,这样岂不是更简单吗?当然,从长远来看,这对物种的选择没什么好处。关于性别的最根本问题是:性别最初是怎样产生的?我们还要再猜上至少100年。

    八、我们能阻止衰老吗?
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    西医认为衰老和自由基等有害物质有关,是损伤积累的结果。还有人认为衰老是预先设计好的,是为了让生物自然退化以减少后代。有人做了一个试验,发现了一种叫daf—2的基因,去掉这个基因可以延长苍蝇甚至老鼠的寿命。这意味着,当人们弄清衰老的程序之后,延长寿命可能会变得很简单。俄罗斯科学家斯蒂文坚信这一点,他和同事打了一个赌,主题是:会有人从2001年活到2150年。

    九、什么是生命?

    这个问题看似简单,但是要想精确地描述生命的定义却不容易。目前最流行的定义是美国加利福尼亚州的杰罗德教授在10年前得出的:生命是符合达尔文自然选择进化论的自我维持的化学体系。但问题是,按照这个理论,地球上所有的生命都来自同一个祖先,没人知道以蛋白质和碳等为基础的生化物质构成生命是必然还是一个偶然。

    十、是否有外星生命存在?

    数学研究表明,地球是宇宙中惟一有生命存在的星球的可能性微乎其微,然而,近40年的搜索都没有任何结果。我们只能说,这个问题太难了!如果找到了答案,也许我们就能够回答最重要的那个问题——生命是如何开始的。 (选编自《环球时报》), 百拇医药