2020年5月25日 星期一

OoL Santa Fe: 生命的特例與通性 (2)

我們所知的生命形式有許多共同特徵,例如遵循分子生物學中心法則、以 DNA 為遺傳系統、使用特定手性的醣類和蛋白質等。然而既存生物的共同性源於最後普適共祖 (Last Universal Common Ancestor, LUCA) 的祖徵,探討哪些祖徵為歷史因素的偶然,哪些祖徵為形成生命的必然,是了解既存生命這項特例以及生命自身原理需解決的問題。

歸納既存生命的共同性,可得出生長、繁殖、遺傳、代謝、隔離、感應、適應等抽象特徵。由於生長和繁衍解釋了細胞成長與分裂等基本行為,演化與適應解釋了生命脫離穩定態而展現的複雜性和多樣性。在 NASA 的生命定義中格外強調生長繁殖與演化適應的重要性 :生命是能自我增殖並遵循適應性演化的化學系統。

然而,目前我們沒有在任何地外天體發現生命,而且地球生命也都有相同來源,暗示了生命形成有嚴格的條件,既存生命可能已是生命的典型形式。然而,鑑於生命最遲在地球形成後十億年內形成,米勒與尤里的經典實驗也展示了構建生命的原料能在數周內生成,意味著生命可能在環境適當的情況下迅速萌生。

假使後者符合實際情形,為什麼至今仍沒有發現源於它處的生命形式?其中一種假說是,成形的生命會阻礙往後生命的形成,以至於其中一種生命形式佔據了我們所知生命的多數。為了檢驗這項假說,除了探討生命形成的機制與模式以外,亦有研究員積極在地球尋找可能的替代生命形式(alternative types of life, alt-life) 或是在歐羅巴或泰坦等天體尋找潛在的地外生命跡象。任何新發現都能拓展對生命的認識,幫助我們釐清生命的特例與通性。

David Baum, Section 1.2 Life. Origin of life. Complexity Explorer | Santa Fe Institute

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