生命科学中的未知世界

梁祖霞

近代以来，由于科学家不断努力，生命科学领域取得了令人瞩目的成果。特别是分子生物学的崛起，使得人类已深入到分子水平来认识和研究问题。尽管如此，生命科学的未知世界却是如此广阔，以致每一个进展都会引出更多的疑问，它们都等待人们去解开其中的奥秘。

生命起源之谜最早的生命从何而来?有人认为来自于“宇宙胚种”，还有的人则认为起源于化学演化。当然，即使第一个答案是正确的话，也只是把问题从地球推到宇宙罢了。其实，“宇宙胚种”归根到底只能起源于化学物质。至于化学物质究竟通过什么途径形成为生命物质，至今仍知之有限，不得要领。这个被人们称之为“自然界历史上最复杂、最难以解决的疑谜”，今后仍是科学研究的焦点，将长期吸引科学家的注意。

大脑之谜大脑这个“大自然创造的最神秘黑箱”，有着无比奇妙的特点。诺贝尔奖金获得者克里克曾颇为风趣地写道：“你本身，你的喜怒哀乐，你的记忆，你的雄心，你的个人感觉，你的自由意志，事实上不外乎是大量细胞及其相关分子的行为。”但这堆神经元究竟是怎样开展工作的，人们至今却还知之甚少。

生命演化之谜生命是如何演化的?今天地球上这么多熙熙攘攘的物种都是从何而来?尽管达尔文“物竞天择”的理论对此作了颇为精辟的解释，但近年来的一系列发现却使得该领域重新充满疑团。例如“寒武纪大爆炸”就是其中最具挑战性的事实。在距今5亿多年前的寒武纪后期，在非常短暂的历史时期内，地球上突然冒出了许多新的动物类型。包括：海绵动物、腔肠动物、腕足动物、节肢动物、脊索动物等等。总之，大多数“门类”都在此时同时出现，而在此之前根本并不存在，以后基本上没有增加(此后增加的只是“门”以下的诸如目、科、属等层次上的物种而已)。这一事实和所谓的“渐进式演化”、“系谱树”等理论很难协调。此外，科学家在分子水平的基础上研究进化问题，也发现了许多难以用自然选择理论解释的事实。看来，“生命如何演化”仍然是值得继续探索的大课题。

地外生命之谜尽管直至现在还没有找到任何地外生命存在的踪迹，但宇宙中星体太多，要否定它又是不可能的事，所以寻找还必须继续顽强地进行下去。一旦有所发现，由于地外生命所处的环境和地球迥异，它演化的途径和地球也截然不同，其元素组成、结构模式、遗传密码、新陈代谢类型，肯定和地球上的生命类型有很大差别。研究它们相互之间的异同，必然会导致生命科学的重大飞跃。

各种生物基因图谱的绘制每种生物都有自己一套独特的遗传系统，包括若干染色体及排列其上的基因。它们的化学基础则是DNA分子，即由许多核昔酸按照严格顺序连接起来的长链。测定基因位置，并最终确定各个核苷酸的排列顺序，是透彻地了解该生物的基础工作。现在科学家已经完成了对大肠杆菌、酵母菌及其他11种微生物基因图谱的绘制工作。对于人类基因，科学家们已标识了将近一半，不过面对30亿个核苷酸对，人们仅仅分析了大约6000万个，大量工作还需今后继续进行。由于生物种类繁多，每个物种又有如此庞大的碱基对，科学家要逐个地进行分析，任务的艰巨性可想而知。

遗传密码启闭之谜任何物种的遗传体系都含有许许多多的基因，在个体发育过程中，这些基因真正处于工作状态的(即开启着的)仅仅只是少数，据估计不会超过10%，其余大部分都处于封闭状态。特定发育阶段将开启特定基因，由它们施展影响，并关闭不相干的基因。正是由于不同基因有顺序地开启和关闭，才使得个体发育按照严格的顺序有条不紊地进行，最终得到完整的生命体。那么在此过程中，究竟是谁在指挥生命个体发育按顺序进行的?它又是用什么方法来开启和关闭基因的呢?科学家们相信，一旦人们弄清了生命个体开启和关闭基因的机理，并将主动权掌握到人类手中，那么将会导致生命科学的真正革命。譬如让某人在青年阶段的发育进程减缓下来，他也就能够享受到更多的青春之美。

当然，把幻想变成现实，中间的路程是漫长而曲折的，能否成功也很难说。不过有一点可以肯定：当掌握了基因启闭秘密后，人类驾驭生命的能力必将会得到极大的提高，也将相应地享受到更为丰满的“生命科学之果”了。

(责任编辑／钱利群)