购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

特殊环境因子对特殊相互作用的影响:从分子间力到共价键再到电子得失的势阱递降

在第三章中,我们讨论了“活”的结构换能量循环可以用特殊组分在特殊环境因子参与下的特殊相互作用这“三个特殊”来表述。对于“活”的结构换能量循环而言,“三个特殊”缺一不可,都是这个循环必需的构成要素。在第四章中,我们讨论了基于IMFBC的共价键自发形成的可能性,论证了可迭代的正反馈自组织的形成过程。基于这种分析,共价键的自发形成是依赖于IMFBC的,因此对于可迭代的正反馈自组织过程而言,以IMFBC为节点的结构换能量循环中的“三个特殊”也都是不可或缺的构成要素。在本章的前面几节,我们分析了面对同一个生命系统的两种不同的解读视角——即以结构换能量循环作为从非生命进入生命世界的起点的“三个特殊”以及在此基础上迭代形成越来越复杂的系统的视角,和以作为演化结果的人类感官所感受到的生命世界的“生物—环境”的二元化分类模式的视角——在逻辑上的不兼容问题。我们把水和其他目前已知的生命活动中不可或缺的一些非碳组分要素整合到以“三个特殊”为核心的视角中,以特殊环境因子(有的要素同时也是“特殊组分”)而作为生命系统的构成要素来看待,从而为解决这些要素在传统的“生物—环境”的二元化分类模式中该属于环境还是属于生物的定位问题提供一个新的解决思路。

其实,把碳骨架组分之外的组分全部作为特殊环境因子有些过于简单化。因为我们知道很多非碳组分是碳骨架的生命大分子中不可或缺的要素,如氨基酸中的氮和硫,核酸中的氮和磷,以及各种生命大分子中几乎无所不在的氢和氧。因此,对于这些要素而言,它们也可以以特殊组分的迭代形式而作为“三个特殊”的构成要素。

那么“三个特殊”中的特殊相互作用就只是分子间力吗?在结构换能量循环中,复合体形成的关键是分子间力。在基于IMFBC的共价键自发形成过程中,共价键成为特殊组分迭代的关键。在有关正反馈自组织的讨论中,我们提出由于共价键出现而形成的特殊组分的迭代有可能会强化特殊相互作用,从而为新的复合体的形成带来正反馈效应。那么伴随整合子迭代过程而参与进来的越来越复杂的各种特殊环境因子又会对特殊相互作用产生什么影响呢?

我们对水在“三个特殊”中所扮演的角色中,提出其作为外来能量的媒介,可以为结构换能量循环以及正反馈自组织提供温和而稳定的温度;还可以因其极性而与大分子结合,避免这些迭代的特殊组分聚集,从而有利于这些过程的运行。这些效应都可以看作是水作为特殊环境因子对特殊相互作用所产生的有利影响。

除此之外,在上一节对光的分析中,提到光合作用中光的效应既不是结构换能量循环中打破分子间力,也不是基于IMFBC的自催化/异催化而自发形成共价键,而是驱动电子移动,把水分子中的电子“打出来”(水光解),传递到别的地方去。这种现象有一个很有趣的比较:同样是外层电子的效应,分子间力是两个原子之间没有电子得失和共享,只是电子云之间因距离近而相互影响;共价键是两个原子之间共享电子,形成共同的电子云;而电子得失则是从一个原子上移动到另外一个“不相干”的原子上。这三种外层电子的相互作用中,从势阱的角度,自然是分子间力势阱浅,比较容易发生改变,从而不那么稳定,容易被外来能量扰动而打破;共价键势阱比较深,因此相对稳定,不容易被打破;而对于原本稳定的原子外层电子而言(不稳定的外层电子另当别论),电子得失需要更大的能量才能发生。电子得失所形成的势阱或者势垒会形成新的相互作用发生的能量梯度。从这个意义上,光作为“三个特殊”中特殊环境因子,其在光合作用中所产生的电子得失效应,会对“三个特殊”产生全新的影响。对此,我们将在下一章再进行讨论。

如果上面的分析是合理的,那么可以看出,不同的特殊环境因子的参与,不可避免地会引发或者促进特殊组分的迭代和特殊相互作用的迭代。“三个特殊”的相互作用中引发的正反馈,使得原本只是基于碳骨架组分的IMFBC的自催化/异催化的共价键自发形成而带来的特殊组分和特殊相互作用的迭代所产生的正反馈自组织过程变得更加多元化。这不仅为生命系统后续的迭代/演化提供了全新的动力,而且也由于参与“三个特殊”迭代的三种不同的电子互动方式的势阱递降,对生命系统迭代/演化的方向产生了决定性的影响。这一点,我们将在后面章节的讨论中不断涉及。 NRJ7id3LpPj3S/2zyMS00BaBmKoMhsrZJJhEW4iLJDSrkBOgL3oeAXzsAdSYkH3D

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开