Current  Position:Front Cover  》Table of Contents  》生命的基础(一)

 

 生 命 的 基 础(一)

 
 
  生命是环境的产物,有什么环境就有什么生命。环境不同,生命要素不同,生命形式也不同。从宏观上说,生命的存在,依赖于空间、时间、物质和能量等要素;从微观上说,特定的生命形式,是建立在特定的生命支持要素基础之上的。

  在这里着重研究生命的直接基础,尤其是狭义生命赖以存在的直接基础。所谓狭义生命是指地球高级生命,地球的高级生命,离不开地球特定的温度、湿度、气候、土壤、水、空气、阳光、压力、重力和磁场等,这些都是地球高级生命赖以存在的直接基础。任何一个要素发生变化,地球高级生命的形式也会发生变化。

  温度。地表温度大约在-9070℃之间,这个温度在宇宙中属低温区,绝大多数物质都是固体,少数物质是气体,而水则是例外,是为数不多的液体,当然水温必须在0℃以上,除了水之外,地表很难找到液态物质了。既然如此,地球生物就只能以水作为主要原料了。为什么?因为气体过于活跃,飘拂不定,风一吹就散了;固体不够活跃,顽石一块,踢一脚动一动。只有液体既活跃又有形,是制作生命的好材料。不过,水还是活性大了些,需要在外面蒙张皮,才能禁锢其活性,细胞膜、皮肤、黏膜等就是禁锢水的皮。

  鉴于此,地表的温度区间,并不是最适合制作生命的,温度再高一些,压力再小一些,让多种物质处于液态,制作生命的材料才更为丰富。比如,温度达到两三千度,许多金属就熔化为液体了,用这些物质构建生命,未尝不可。说到高温,人就感到害怕,因为人体是以水为主要材料的,100度就气化了,0度就固化了,所以人既怕高温也怕低温,这是井蛙之见。若太空中有一种生物以铁水为主要材料,他们就会感觉两千度不高不低,正好合适。

  温度是什么?其本质就是原子的运动速度,也就是原子外围电子的运动速度。速度高温度高,速度低温度低,不运动就没温度,即绝对零度。当高温物质冲击人体电子,人体电子运动速度加快,温度也就上升了。当高温物体与人体有一定距离时,则通过可见光、红外线、紫外线和其它波长的电磁波向人体辐射,推动人体电子加速运动,使人发热。

  既然如此,高温并不可怕,从理论上说,生物可以在太阳表面“散步”。只要生物的外壳是全反射传热辐射的,就不怕太阳的热辐射了,可以在近处观赏太阳。由于太阳表面是高度电离的原子,漫天飞舞的是离子、质子和电子,若生物外壳是多层的,一层是恒定不变的质子体,用于阻隔太阳的质子、离子;一层是恒定不变的电子体,用于阻隔太阳的电子;一层是全波电磁辐射反射体,用于阻隔光线、红外线、紫外线等全部电磁辐射。那么即使生物与太阳亲密接触,热也无法传递过来。这样,生物就可以在太阳表面“散步”了。

  因此,人类大可不必认为高温的星球没有高级的生命。同样道理,低温的星球也未必没有高级生命。在超低温环境,许多气体都液化了,在零下196℃氮气液化,在零下269℃氦气液化,这些液体也许可以成为高级生命的主要建筑材料。

  气候。气候主要是大气的运动带动地球表面物质的运动,是制作生命的搅拌机,把空气搅拌均匀,把泥土搅拌均匀,把水搅拌均匀,充分混合之后,才能制作出各种各样的生命,这是必不可少的一道工序,就像制作陶瓷时和稀泥一样。气候的作用主要是驱使空气、水和泥土流动。风、雨、雪、尘、海浪、山洪、河流都是其表现形式,尤其重要的是,用空运的方式,把水从海洋搬到缺水的大陆,没有这种运输,大陆就不会有生命,这是风的功劳。除此之外,风还把氧带给动物,把二氧化碳带给植物,若没有风,植物是被氧气包围的——闷死了;动物是给二氧化碳包围的——憋死了。

  土壤。人类认为自己是从土里长出来的,其实是从水里冒出来的,因为在人体中水是主体。不过,除了水之外,大多数原材料都是来自泥土。人类为争夺土地相互残杀了几千年,至今巴以双方为争夺弹丸之地还打得不可开交,就是因为土地太重要了。说土地重要主要是物以稀为贵,几千年前地广人稀,人类不为土地而战。在今天,水和空气都比土地重要,但空气很多,若以面积计,则是略大于地表面积,人人拥有一片天。海洋占地球表面的70%,陆地也有大量的水,即使是干旱地区,地下也有水,若以面积计,则是略小于地表面积。土地只占地表30%,另有70%沉到了海底,不能利用,人口爆炸之后,土地就显得珍贵了。

  土地值钱的是土壤,土壤值钱的是有机物,所谓有机物主要是历代生物的尸体。这是土壤中最珍贵部分,是生物赖以生存的基础。由于地壳的运动,许多有机物被埋在了地下,埋得浅的被挤压成煤炭,埋得深的被高温高压液化成石油。除了有机物,砂土、壤土、粘土也是生物赖以生存的基础,其来源是岩石的风化、火山的喷发、水的冲刷溶化、天体的撞击和太空尘埃的落地。地球在形成时是宇宙尘埃的聚集,后来发生了尘埃的岩石化,主要是因为地壳运动和物质相互挤压的结果。月球无风无水,依然有土,可能是来自天体的撞击和宇宙尘埃下落。

  土来之不易,也难以形成,可惜的是形成后还会发生逆转,重新变成岩石。在地表分布面积达75%的沉积岩,就是土壤沉降受压后形成的,对生物而言,这是灾难性的地质变化。此外,人类还不断把土壤制作成瓷、陶、砖、瓦等,这些东西无异于人造岩石。对于水生物而言,海床、河床、湖床也是它们的土壤,同样也是不可或缺的。当前,地球土壤受到几个方面的威胁:城市化、道路化、沙漠化、化学化和水土流失。人类与自然正在一点点地蚕食着地球生物赖以生存的根基。

  水。在地球的物质中,再也找不到比水更好的生命制作材料了,不仅是液体,而且粘度低,还是广谱溶剂。低粘度可以增大活性,随意流动;溶解能力强使其成为有效的物质运输工具。对于地球生命而言,水、空气和土壤具有同等重要的地位作用,离开水也许没有任何生物可以存活。水是宇宙对地球的恩赐。

  地球生物需要的是淡水,不过地球上大量存在的是海水,溶解了大量的盐。生物也需要盐,只是海水中的盐多过了头。不过,海洋生物习惯了,离开海水反而不行了。水的一大缺点是不能溶解脂肪,这对动物而言是致命的,大量脂肪的堆积,是动物衰老和死亡的重要原因,若有一种具有水的优点,又能适度溶解脂肪的溶剂作为人体的建筑材料,人会更有活力,更为年轻,更加长寿。以水作为人体的主要建筑材料,也使人体变得更为脆弱,包裹水的细胞膜一破,水就流出来了。水从冰点到气化之间的温差范围也小了些,使人对温度的适应范围太窄,对温度变化过于敏感。

  一般认为,地球的水来自太空,可能是彗星带来的礼物。但彗星上的水似是杯水车薪,难以形成汪洋大海。很有可能,水是在地球合成的。地壳中含有49%的氧,是地壳中含量最多的物质,也许后来发生了一系列化学变化,使氧从地壳化合物中释放出来。太阳风吹来的大量氢核,在高空强光、低空闪电和地面山火、火山的帮助下,抢夺氧气的电子,两个氧原子中的一个就被两个氢核取代,氧与氢抱成一团,于是形成水,落到地面,积少成多,形成海洋。换句话说,地球水来自氢氧的燃烧,燃烧后的生成物就是水。这样,以水为主要建筑材料的生命才得以发生。

  若真如此,这一过程是否仍在继续就显得相当重要。如果造水的过程仍在继续,地球的水量越来越多,有朝一日就会淹没地球;如果造水的过程早已停止,地球的水量就有可能因为不断向太空蒸发,有朝一日就会干涸。地球就会变成火星、月球那样的星球。人类更应重视防止水的逃逸,并在水完全逃逸之前,学会用氢与氧大量造水,要么就必须用另一种液体作为人体内水的替代品。

  在地球的造水过程中,植物可能起了重要作用,植物吸收了空气中的二氧化碳,分解成碳和氧,碳留在体内,氧排放到空中,与太阳风吹来的氢核结合为水。如果没有植物,也许地球只有少量的水。若真如此,早期地球大气就含有大量二氧化碳,慢慢被植物转化为氧和水。金星大气二氧化碳含量高达96.5%,火星大气二氧化碳含量高达95%,既然与地球相邻的两个行星都如此,早期地球也可能如此。按现在地球大气密度,大气质量约5000万亿吨,约占地球总质量的百万分之一,二氧化碳重于空气,应是沉降在地表上的,由植物转化为水,水量也不算太少了。金星气压是地球的90倍,相当于海洋900米深的压力,若地球曾经拥有这么丰富的二氧化碳,转化为汪洋大海就是可能的了。况且,高温岩石可以释放出二氧化碳,可能地壳中的岩石通过火山喷发,向地球大气释放出大量二氧化碳,作为植物制造氧和水的原料。这是地球水的另一个可能来源。

  空气。空气的成分是变化的,成分不同生物也不同。原始的地球大气不含氧,由于地壳中的氧逐渐分解出来,逃逸到空中,空气中才有了氧。随着植物的出现,植物也源源不断把氧制造出来,排到空中。也许,原始地球大气二氧化碳含量不多,早期单细胞生物源源不断把二氧化碳制造出来,排到空中;后来有了大量动物后,进一步加速了二氧化碳的制造。也许,原始大气十分稀薄,是生物活动制造了稠密的大气层,人类更是大量制造二氧化碳。地球生物,对大气成分是各取所需的,植物摄取二氧化碳和氧,动物摄取氧气。还有些生物根本就不需要大气,深海海底有些微生物并不需要大气。

  大气层是地球生物的保护伞,可以抵御来自太空的威胁,防辐射、防陨石。大气还可以搬运水、土,使本来不适合生物生存的地方,也能孕育出生命。有了大气,就有了气压,气压是地球生物不可或缺的。更重要的是,大气的存在,为生物提供了一种容易得到,并能维持供应的燃料。氧是动物的燃料之一,动物只有置身于有氧的空气或水体中,才有可能获得持续不断的氧气供应;二氧化碳是植物的燃料之一,植物只有置身于含有二氧化碳的空气或水体中,才有可能获得持续不断的二氧化碳供应。在动物和植物体内,一种物质转化为另一种物质,就会释放能量,有了能量释放才有活性,有了活性才成其为生物。

  鉴于此,地球最早的基本生物,有可能是在水面产生的,或者是在水面生活的,在水面可以自动、持续获得三种能量供应:水、阳光和空气中的某种气体。水和空气中的某种气体在阳光的摄合下,发生化学反应,产生能量,生命发生,并长久持续。

  阳光。阳光对地球生物的作用是巨大的,俗话说,万物生长靠太阳,几乎所有地球生物的能量,都来自太阳,只有一些海底的微生物是依赖海底热泉的能量。地球生物的本事,就是能把太阳能储存起来,并根据需要释放出来,或快或慢,或多或少,随心所欲。太阳主要通过光辐射,把热能带给地球,使地球的冰溶化成水,成为制造生命的理想材料,并使地表温度维持在冰点上下的范围。阳光还可以电离大气中的氧气,使其变成臭氧,挡住了太阳中杀伤力极大的紫外线,使地球生物避免受到来自太阳的杀伤。

  阳光照射地球的不均匀,以及地表吸热的不均匀,在地球表面形成了温差,温度高的空气膨胀,气体上升,周围空气迅速填补,就形成了风。阳光照射海洋使海水蒸发,大量水蒸气上升到高空遇冷凝结,受地球引力吸引下落,就形成了雨。可见,风雨都是太阳的儿女。昼夜、四季也是太阳的儿女。由于太阳把地球牢牢拴在轨道上,地球才有了一个温暖的家,不然,地球就是太空流浪儿,随时都有可能被恒星或黑洞吞噬。

  压力。大气压对于陆地上的生物而言,是极其重要的,压力实际上是向生物体内输送氧气或二氧化碳的动力,使生物毫不费力就获得了一种重要燃料。不过,由于压力的存在,生物排出废气时,需要花点力气,幸好压力不算太大,费力不多。压力的存在,也使心血管系统的正常工作成为可能,若没有大气压,心脏一收缩,血管可能就破了,血就会像喷泉一样喷出,外部压力的存在,使血管受到了保护。大气压的存在,也确保了水的沸点是100℃,不然,常温下水可能就开了,人体的水也会沸腾起来,这样人体的70% 就气化了。海洋生物也适应了海水的巨大压力,没有海水压力,反而难以生存了。

  重力。有了重力,生物才能生活在地球表面,人才能脚踏实地,不然,地球人也会像太空人一样,在空中飘了起来,并飘离地球,成为太阳系的一颗人肉小行星。地球重力的存在,使绝大多数动物都有了骨架,有的骨架在体内,有的骨架在体外,使动物变得强壮有力,同时也成为了额外的负担,要消耗一部分能量。若没有重力,地球上的动物都不会有骨架,要么是一团肉,要么是一条肉,体型可能也会变得很大。实际上,地球上的一些小型生物,由于承受的地球引力不大,也不需要快速长距的运动,因而是没有骨架的。细菌等基本生物是无骨架的,蚯蚓也没有骨架。大型植物也需要骨架,树干树枝就是骨架。有些生物的“骨架”很脆弱,以至于难以区分是不是骨架,白菜、蝴蝶等生物,有无骨架?应该说也是有骨架的。除此之外,地球重力的存在,使得空气、水、土壤、石头牢牢地依附于大地,使地球生物的存在成为了可能。

  磁场。磁场也是地球生物存在所必需的,但其作用往往被忽视。人类知道有了地磁,才有指南针,有了指南针航海才有了可能。在野外行进时,也可以借助指南针辨别方向和确定自己所处的位置。有些鸟类和鱼类,可能借助地磁进行长距离的迁徙。地磁的这种作用,并不是最重要的,重要的是地磁可以保护地球生物。太阳不断向外喷发离子、质子、电子等带电粒子,形成强有力的太阳风,这对地球生物是具有杀伤破坏作用的,由于地磁的存在,把这些带电粒子引向了两极,使地球生物得到了保护。带电粒子飞向两极时,与大气磨擦,发出极光,尉为壮观,这也说明了带电粒子的杀伤破坏力。除此之外,人和许多动物的血液都带有大量的铁,也许地磁可以帮助人和动物进行血液循环,尤其是与磁力线平行时,似乎可以借力行血,减轻心脏的负担。当然,这只是一种猜测,尚无人进行这方面的研究。若能证实,这又是基本生物拥有高度智慧的一个例证。

 

 

Previous       Menu      Next
 
Copyright Statement |  About This Book  |   Post a Comment  |   Author Analects  |   On Sale  |   Contact Sales
 

WebCopyright ©by wuzhi     http://www.wu-zhi.com

Hot Line: 020-85676671    13682279901
Yue ICP Bei No.06116731