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细胞生命的礼赞
作者: 刘易斯·托马斯
世界最大的膜
站在月亮上远望地球，让人惊讶得敛声屏气的事儿是，它活着。从照片上看，近景
中干燥的、备受击打的月球表面，死沉沉如枯骨。高高地漂浮于天际，包着那层湿润的、
发光的、由蓝天构成的膜的，是那正在升起的地球。在茫茫宇宙的这一方，唯它才是生
机四溢的活物。假如你能看上足够长的时间，你会看到大块盘旋的白云半掩着陆地，陆
地隐现于白云之中。假如你能看到从很远古的地质纪年的演化，你就会看到大陆本身也
在移动，看到它们在地火的推动下，在地壳的板块上漂移。看上去，地球就是一个有组
织的、自成一体的生物，满载着信息，以令人叹羡的技巧利用着太阳。
在生物学上，从无序中理出秩序的，是膜。你须能获取并抓住能量，贮存起准确的
需要量，然后再把它均衡地释放出来。细胞会这样做，它里面的细胞器也会这样做。每
一个生命集合都在太阳能的粒子流中摇摆不定，从太阳的代谢物中攫取着能量。为了活
着，你必须能够跟平衡抗争，能够保持不平衡，积聚能量以抵抗熵的增加。在我们这样
的世界上，只有膜才能处理这样的事务。
地球活起来之后，它就开始构造自己的膜，其基本的目的就是处理太阳能。起初，
在地球上由水中的无机成分合成肽与核苷酸的前生物期，除水以外再没有什么东西来遮
挡紫外线的辐射。最初的稀薄大气直接来自地球慢慢冷却时的排气过程，其中只有丝丝
缕缕的几乎察觉不到的氧气。从理论上讲，水蒸汽在紫外线的作用下也能发生光解而产
生氧气，但量不会多。如尤里（Urey,H.C.，1893－1981，美）指出，这一过程会有自我
限制的作用，因为，光解作用所需的波长正是氧气所屏蔽的波长。氧气的制造几乎一开
始就被切断了。
氧的制造需等待光合细胞的出现。它们生存的环境.必须有充足的可见光以便进行光
合作用，同时又必须遮蔽，不受那致命的紫外线的照射。伯克纳（Berkner，L.V.，190
5－1967，美）和马歇尔（Marshall）推算出，绿色细胞必须生存在约十米深的水下，很
可能是在水塘里，这些地方水比较浅，没有很强的对流（海洋不可能是生命的起源）。
你可以说，向大气释放氧气是进化的结果。你也可以反过来说，进化乃是有了氧气
的结果。你怎么说都通。一旦光合细胞——很可能相当于今天的蓝绿藻——出现，未来
的地球呼吸机制就形成了。从前，大气中氧的水平增高到今天氧气浓度的百分之一时，
地球上的厌氧生物便受到了威胁，下一步，不可避免地要出现带有氧化系统和ATP（三磷
酸腺苷）的突变型。有了这些，我们来到了一个爆炸性发展的阶段，千万种会呼吸的生
命，包括多细胞的生命形式就可以滋生繁衍了。
伯克纳提出，曾有过两次这样的新生的爆炸，象大规模的胚胎学的转化一样；两次
飞跃都有赖于氧的水平突破某一临界值。第一次飞跃，氧的浓度达到了现在水平的百分
之一，遮挡住相当的紫外线，使细胞能够移居到河湖海洋的表层水域。这一变化发生在
大约六亿年以前的古生代前期，这一时期的地质记载中海洋生物化石陡增证明了这点。
第二次飞跃，出现于氧的浓度达到今天水平的百分之十的时候，距今约四亿年，这时，
已经形成一个足够强大的臭氧层，减轻了紫外线幅射，使生命可以从水中出来，移居到
陆地上。从此以后，生物的发展便畅通无阻，除了生物创造性的限度外，再没有什么能
限制物种的发展了。
还有一件事说明我们极其有福。氧气吸收的，正是紫外线光谱带中对核.酸和蛋白质
最具杀伤作用的部分，而同时它又允许光合作用所需的可见光充分通过。如果不是氧气
的这种半透性，我们不会这样进化起来。
从某种意义上说，地球也呼吸。伯克纳提出，氧气的生产和二氧化碳的消费，也许
存在一个循环的过程，这个循环有赖于地球上动植物的相对繁盛，而几次冰期则代表呼
吸的暂停。植物的过分繁茂可能曾使氧的水平高于今天的浓度，于是相应地引起二氧化
碳的耗竭。二氧化碳含量的下降可能损坏了大气层的“温室效应”。二氧化碳温室效应
为大气层保持着来自太阳的热量，温室损坏，热量就从地表辐射散失。气温的下降又反
过来抑制了很大部分生物的生长。一阵长长的叹息，氧的水平可能下降了百分之九十。
伯克纳推测，这就是使大型爬行类动物所遭到的灾难。它们的块头在一个含氧丰富的大
气环境中还不成问题，但此时它们遭到了氧气耗尽的厄运。
现在，我们有离地球表面三十英里处的一层薄薄的臭氧层。它保护我们不受致命的
紫外线的损害。我们很安全，通风良好，安然无恙。如果我们能避免那些可能乱鼓捣臭
氧层、或者可能改变二氧化碳浓度的技术的话，氧气还不是我们的大患，除非我们放手
进行足够次数的原子爆炸，去杀死海洋中的绿色细胞。如果我们这样干，当然，那就是
拉着绞绳往自己脖子上套。
大气是全然没有人情味的，本来很难跟它动感情。然而，它却又实在是生命的一部
分，也是生命的产物，就象葡萄酒和面包。总的来讲，天空是奇迹般的成就。它在运行
着，就它的设计功能来说，它就象自然界的一切一样运行无误。我不相信任何人能想象
出什么办法使它更加完善，我们能作的，也就是偶尔把某一块云从一处移往别处。用
“偶然”来解释天空这样的宏伟建筑是解释不通的。叶绿体的出现，也许有点幸运的成
分，然而，一旦这些东西登场，天空的进化就绝对是命中注定了。“偶然”暗示着有替
换物，暗示着有其他的可能性、不同的出路。在腮、鳔、前脑之类细节问题上，“偶然”
可能起了作用。但天空的造成不会是这样。对于它，简直就没有别的出路。
我们应该称颂现在这样子的天空：就它的大小、就它功能的完美，它都是自然界万
物之中最伟大的、无与伦比的协作成果。
它为我们而呼吸。它还为我们的欢乐保护着我们。每天都有几百万个陨星落入这层
膜的外层，由于摩擦它们被化为乌有。没有这层屏障，我们地球的表面早就会象月球表
面一样，在流星的轰击下化为齑粉。尽管我们的感受器还没有灵敏到听见那轰击，但我
们还是感觉到了，我们会感到安慰：那声音就在我们头顶上，就象万点夜雨敲打着屋顶。
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