生命形成的有序性探讨

《生命形成的有序性探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、!##!年$月安徽大学学报（自然科学版）A2E>2FG2-!##!第!)卷第"期506-17809’1:6.;1.<2-=.>?@7>6-78AB.21B2CD.>.01H083!)@03"生命形成的有序性探讨黄蓓（安徽大学生命科学学院，安徽合肥!"##"$）摘要：从生命起源的系统演化及生物的个体发育两方面，运用普利高津耗散结构的自组织理论分析了液晶态在生命启动中可能的作用途径，对生命的形成提出了几点新认识，并从分子生物学及太极八卦的统一物场思路的角度对中心法则做出新的解释。关键词：生命起源；耗散

2、结构；太极八卦；液晶态；中心法则中图分类号：%&&&文献标识码：’文章编号：&###(!&)（!!##!）#"(#&#"(#*!引言多彩壮观的生命现象是生命科学的研究对象，它归根结底是以物理学原理为基础的。当前科学的协同作用及相互激励作用逐渐被人们所认识，生命科学与物理学的交叉更日益受到人们的关注。以比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津（+·,-./0/.12）教授发展的一套耗散结构热力学理论为探索生物进化，从无序到有序的生命现象带来了曙光［&］。另一方面，东方的传统、整体、模糊的太极思维、统一物场理

3、论所描绘的“细胞生命电磁球”也为破译生命之迷开阔了思路。本文试图从生命起源及个体发育过程中生命的开始这一侧面用东西方两种思维方式从不同的角度对生命现象提出作者的一些粗浅看法，以求起到抛砖引玉的作用。"生命起源研究中的问题"3"从混沌到有序—熵与生命热力学第二定律告诉我们，任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越无秩序的方向变化。可是生命却是最有组织的、高度有序的。生物进化是以无序到有序，从简单到复杂的过程。生物进化规律与物理学上的进化规律截然相反，到底物质世界朝哪个方向发展呢？耗散结构理论提出，一

4、个远离平衡的开放系统（力学的、物理的、化学的、生物的、乃至社会的经济的系统），通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定的阈值时，可能从原有的混浊无序的混乱状态，转变为一种在时间、空间上或功能上的有序状态，这种在远离平衡情况下所形成的新的有序结构，普利高津把它命名为“耗散结构”。耗散结构理论就是研究耗散结构的性质以及它的形成、稳定和演变规律的科学［!］。通俗一点说，平衡结构是“死”的有序结构，而耗散结构是“活”的有序化结构，非平衡是有序之收稿日期：!##&(&!(#4作者简介：黄蓓（

5、&$)"(），女，安徽合肥人，安徽大学副教授，博士3研究方向：细胞生物学36H5安徽大学学报（自然科学版）第I9卷源。因此，活的生物体—生命，它能生长、发育、繁殖和新陈代谢，它是一个不断地与外界环境进行物质和能量交换的开放系统。生物体是远离热力学平衡的，生物体中大量的过程是不可逆的。因而生物才能生存和进化，而且是有序的。!!"对称性破缺与手性的起源生命是一个高度组织化并且有高度秩序的体系。为了生成这样高度有序体系，就要求有一种对映体作为形成生物分子的空间结构。在地球上的生物中，组成蛋白质的氨基酸只

6、是"构型，而组成核酸的核糖和脱氧核糖分子都是#构型。氨基酸和核糖分子的手性是生命具有高度有序性和组织化的基础。以上称作生物现象的手性对称性破缺。地球上手性分子系统建立是生命诞生的标志，是至今在死的化学和活的化学间唯一明确的分界线。在解释手性起源众多假说中最突出的是李$杨弱相互作用宇称不守恒和弱电统一理论，故自然界手性的起源是受宇宙不对称性支配的。!!#遗传密码的起源在化学进化与生命进化之间还有一个重要环节—遗传密码的起源。［/］对核苷酸的发现表明，生命起源早期，在蛋白质酶的生命系统之前%&’(和)

7、*+,-.存在一种基于01)的自复制系统。原则上讲，集催化、信息于一身的01)可能催化自身的复制，且核酸酶不会仅限于用自身或自身互补链作模板；丹麦化学家12&*34-［5］发现了一种可干扰和制约肿瘤基因的物质—含肽核酸，它是双螺旋结构类似于#1)，但不需要酶，且不会遭到其它分子的攻击；从6789年在英国首次发现疯牛病（:4;2-&<=4->2?4@,A-B［E］后，在欧洲大陆及其他国家也相继发现，且发病率逐年上升。加州大’&=(.*4=.C(D，:

8、染因子命名为F@24（-F@4C&2-.’&4+32-?&’C24+3F.@C2’*&），它实际上为一种抗蛋白酶的糖蛋白（F@4C&.3&$@&323C&-C$=@4C&2-，F@F）。它与病毒区别在于比病毒更小，不含核酸，不会在患者病体中诱发产生抗体，曾建议: