全新“生命框架”將重新定義地球生命形式

北京時間 8 月 20 日消息,據國外媒體報道,如何定義地球上的生命呢?大約 35 億年前,地球上的生命從分子起源開始,隨着時間的推移,逐漸進化演變成現今我們所看到壯觀的生命陣列,目前關於生命演化的思路大致是這樣的。

全新“生命框架”將重新定義地球生命形式

但我們仍然沒有一個明確的生命概念定義,例如:病毒算是活體生命嗎?或者說整個森林生態系統算是生命系統嗎?畢竟生態系統的諸多方面就像人體的器官,都是相互依賴共存的。

因此,生物學家提出觀點:我們將進化當作生命的驅動力,這可能使“我們對生命的其他一般原則視而不見”。

為了深入探索該觀點,研究人員將“生命”的定義擴大到兩種能量和信息過程的結合,這兩種過程可以編碼並通過時間向前傳遞適應性信息。

使用這個定義極大地增大了可以被視為生命的事物,其中包括:文化、森林和經濟等概念,一個更傳統的定義可能認為這些是生命的產品,而不是生命本身。

人類文化依靠“思想物質”存在下來,就像多細胞生物將單細胞生物作為食物一樣。基於他們的最新定義,研究人員認為,生命在地球上出現過很多次,我們實際上是與許多形式的當代生命共存。

生物學家提出的框架對生命的構成有三個層次的限定,在第一個層次上,生命受到可能形成物質(例如分子)的限制;在第二個層次上,生命受到更廣闊宇宙的約束(例如引力)的限制;在第三個層次上,生命通過適應性過程(例如自然選擇)獲得優化。

在這個層次上,物理學和生理學結合在一起的概念將被考慮在內,例如:生命使用第一層次約束的能量生產梯度,但所有這些都必須遵守熱力學定律的二級層次約束。

研究小組在論文中指出,細胞內部結構的能量均無法超過從環境中獲得的總自由能量,我們期望更多豐富的生物學概念能被這三個層次的“奇怪糾纏”進行定義,因為這三個層次將不可避免地共同進化。

該理論完全將生命看作是光譜,而不是一種離散現象,例如:是什麼讓我們成為個體?只有來自相同 DNA 的細胞,還是我們的微生物群?或許說與環境中獲取的能量、細胞生理學和進化過程之間的微妙連接有關?

雖然這可能和量子物理學一樣是令人費解的理論,但從一個新角度來看待舊概念是一種非常有趣的嘗試,特別是對於複雜的系統,例如:生命和我們生活環境的變化及影響,這將拓寬我們的思維引發不同的想法,從而產生新的理解。

生物學家認為,這種更廣泛的生命概念框架可以幫助我們深入了解生命究竟是什麼,幫助我們建造相關設備去創造或者發現生命,並識別我們所看到的生命水平,即使它與我們在地球上熟悉的生命有着根本差異。

這種定義方法肯定會結束關於病毒是否是活體生命的爭論,因為它們確實屬於新提出的生命理論。

雖然該生命定義框架確實很詳細,給予我們很多值得深入思考的東西,但改變定義是一項艱巨的工作,當我們大多數人思考生命的起源時,很可能認為其僅是生物學生命形式,至少在我們遇到挑戰的外星生命之前,或者我們的人工智能變得足夠先進,可以形成自己的思想。

當我們能夠揭曉生命起源和多種生命類型時,就能產生一個新的生命理論。目前,這項最新研究報告發表在《分子進化雜誌》上。

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