生命的动态特征

我们已经详细地讨论过活细胞是高度组织化的个体，并且将其与钟表之类的机械结构做出了比较。它们的组织性体现于其中所有的零部件都为整体的运行服务。钟表的部件令其可以实现显示时间的功能，而细胞的部件让它可以实现细胞复制的功能。当然，钟表是一个为了实现某种功能而制造出的组织化个体，并且是由人类制造的，而细菌细胞却是自发产生的。无论如何，将生命体与机器类比为我们理解生命系统提供了帮助，并让我们能继续探究细胞的功能，从而发现这个了不起的“机器”更精确的工作细节。但是，只要仔细观察这两种不同的“机器”，我们就会发现钟表和细胞的机械特征存在着明显的差异。在一块钟表里，直到零件被磨损到导致钟表无法正常运行为止，其中的零件都将维持原样。钟表是一个静态的系统，其零部件是持久不变的。但每一个生命系统都是动态的，其各个部分都不断被更新。下面请让我来解释一下这个特征。

比如你遇到了一个多年不见的老朋友比尔，你和他打招呼说：“嘿，比尔，好久不见，你看上去一点儿也没变！”你会这样说是因为比尔和记忆里你上次见到他的样子差不多。但惊人的事实是：那个站在你面前的人，他叫作比尔，他的模样和谈吐都和比尔一模一样，但是从物质层面来说，他已经和你以前见过的那个叫比尔的人完全不同了。从你上次与比尔会面到现在为止，几乎所有比尔的细胞都已经更新过了，几乎所有构成了比尔（以及你和我）的物质都更新过了。我们身体的某些部分，比如头发和指甲的更新是十分明显的。但是组成我们身体其他部分的更新都发生在我们的视野之外，它们悄悄地发生。就像所有人类一样，我们的身体由约10万亿（10 000 000 000 000）个细胞构成（我们的身体里实际上还有约100万亿个细菌等外来细胞，但我们要稍后才会谈到这些细胞的重要性）。每个这样的细胞都由一系列的生物分子诸如脂质、蛋白质、核酸等组成。

蛋白质是生命的原型分子（archetypal molecules），所以我们不妨先来看看蛋白质。我们身体中一系列不同的蛋白质分子是生命大部分结构的组成部分。肌肉是蛋白质，软骨是蛋白质，酶是蛋白质，实际上许多细胞内部的化学反应都与蛋白质有关。关键在于，由于蛋白质在掌控生命功能方面具有重要的作用，所以它们的结构必须被严格地调控，以确保其中没有出现具有破坏性的变异。蛋白质结构中这样的变异很有可能造成灾难性的结果，甚至导致细胞的死亡。蛋白质结构的完整性对生命的成功运作至关重要。数年前，以色列理工学院的两位研究者阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）和阿龙·切哈诺沃（Aaron Ciechanover）, 以及加州大学欧文分校的欧文·罗斯（Irwin Rose）发现了维持蛋白质结构的关键机制，他们也因为这个发现成果获得了2004年的诺贝尔化学奖。他们发现细胞内的蛋白质被不断地更新，即细胞中的蛋白质在一个严格调控的过程中不断地被降解并且重新合成。

维持蛋白质的结构完整性至少是这个动态过程的一个原因。这个过程的具体机制与我们现在讨论的内容无关，但是这个蛋白质调控机制的直接效果就是，哪怕在短短的数小时中，我们身体中的细胞内蛋白质都已经被降解并再次合成过了。如果说蛋白质分子的动态特征还不够令你惊奇，那么我想细胞层面的物质更新应该会让你印象深刻。你身体内数百万个血细胞每天都在更新，你的皮肤细胞也在不断更新。实际上，在成年人体内每天都会产生上千亿个新细胞，来替换掉数量相当的已经死亡的细胞，这些细胞的死亡很多时候是设计好了的，这种过程又称为细胞程序性死亡。

简而言之，从本质上而言，那些让你成为你，让比尔成为比尔的物质处于不断更新的过程中。所以，在数周的时间内，从严格的物质角度来说，你已经是一个完全不同的人了。“生命就像机器”的类比虽然有其意义，但是并没有为我们提供任何关于生命的动态特征的解答。生命的确非常奇怪。如果要回答“生命是什么”这个问题，我们就必须要为生命的动态性与转瞬即逝提供一个合理的解释。 qtHW14jThIL7TY2EnFhiGWoWOSBwy8kz8awWdP9yz5xZ0B5ZhRHn8wopXhD4IwW2