生命基本机能系统初探一、问题的提出和推断生命不但有我们最可贵最伟大的人类具有动物、植物、单细胞生物也都具有乃至人体内每一个活着的组织细胞也都具有它自己的生命。凡生命都具有生、成、衰、亡的必然过程凡生命都具有生殖、突变、遗传的必然特征。不同的生物浮萍、野草、古柏、青松、毛虫、飞鸟、猿猴、人类其解剖形态是那样的繁简悬殊天渊之别为什么都会具有完全相同的生命过程和特征答案是因为它们都有具有一个完全相同的生命基本机能系统也可简称机能系统或生机系统。生命所根本依靠的是这个基本机能系统的正常运转而不是个别形态器官的有无。个别形态器官的有无只为机能系统的完善、和谐和稳定服务。ltlt生物学与人类的未来gtgt书中指出:“人们过去认为他与动植物不同他所遵循的规律也与其它生物的不一样。生物学研究表明血液循环、肌肉收缩、消化和其它身体机能都有类似的机制。比较生物学证明所有生物的化学机制、反应程序和代谢方式基本相同。进化的研究证明所有这些相似是由于起源相同的缘故。”1这一系列的伟大发现有力地揭示了生命会有一个基本机能系车拇嬖凇?恩格斯早就归纳指出“整个有机界的发展史和个别机体的发展史之间有着惊人的类似。”“随着第一个细胞也就提供了整个有机界形态构成的基础。”2二十世纪生命科学的继续发展为这种认识提供了更加丰富多彩的有力证据。现代生命科学知识之深与广已经到了无所不及无所不相联系的程度现在正酝酿着一个系统时代的到来。所以对生命基本机能系统的探讨是生命科学发展的必然也是必须。细胞生物学在研究细胞的分裂与繁殖时发现是周期性进行的认为“细胞的生命周期一般地可以分为四个亚阶段G1、S、G2和D或者更简单些细胞的生命周期可以理解为基因复制S和基因分离D时期的交替”。3见图1这里所讲的细胞生命周期其实是细胞生命的机能周期。把复杂的细胞生命现象作这样的概括已经是最高度最基本的了所以可以把它叫做生命基本机能周期每个亚阶段叫做基本机能单元。“曾经推测细胞在G1期间是为DNA合成做准备”4很显然G1期间就是为了从外环境中摄取物质和能量而存在的于是我们可以把G1叫做摄取单元把S叫做生成单元。同样可以推测细胞在G2期间是为细胞的分裂与分化做准备也就是说为细胞的分裂或分化提供必须的能量于是可以把G2叫做产能单元把D叫做行为单元细胞的分裂或分化是一种行为。此外据理解还会有一个调控机制的存在可以叫做调控单元见图2。设计图一的作者把DNA合成前期称为G1是随意地假设细胞生命周期是在细胞核分裂之后立即开始的到再细胞核分裂的终末为一个周期。其实如果我暂且自称为有目的论者从生命的最高目的来看并非是细胞的无限分裂或分化而是谋求自身机体长存生命长存。分裂或分化是出于企图通过突变和遗传等手段使自身在下一个周期运动或整个生命历史中更稳定更和谐生命更有保障而进行的是“因危而思变”。所以如果把一个周期的开始理解为紧接于前一个周期DNA合成的终末即开始于产能单元或许会更接近真实些。现在我们可以模仿着前面一句话说细胞的生命基本机能周期分为五个机能单元——产能单元、行为单元、摄取单元、生成单元和调控单元。周期从产能单元开始依时依序地进行到生成单元的终末。假如再没有下一个周期发生生命即告终止。但是所有已经被人们感知到了的生命大概并非如此而已经走过了若干个或者无数多个周期了的。由此可见单细胞生物的生命运动全过程既有一个时间空间也有一个结构空间既作周期性运动又作螺旋式上升。生命的全过程是由五个基本机能单元组成的基本机能周期作连续的螺旋式的发展上升运动而构成一个具有特定空间构象的立体的系统见图3。根据“所有生物的生化机制、反应程序和代谢方式基本相同”的精辟论断这样的一个生命基本机能周期和系统一定会具有普遍性不但单细胞生物的繁殖增殖期是这样非增殖期也会是这样只是不会分裂为二罢了。不但单细胞生物的生命基本机能周期和系统是这样多细胞生物和所有生物的生命基本机能周期和系统也会是这样只是有其中细节的差异。这就是生命基本机能系统的含义。所谓生命其实就是指在这个机能系统中连续运动着着的物质流、能量流、信息流。图3画得很像一个鸡蛋也像一个纱缨为什么要画成这样因为如果不这样画则既没有开端也没有终结就无法体现一个整体无法体现为生命都具有生、成、衰、亡的必然过程这样的事实。椭圆体的长轴正好像是这条生命寿年长短的标尺。到目前为止关于系统或整体这个概念应用在生命科学和医学里其大意总是说每个生物体的各种机能、各个形态部分是互相作用的互相联系的不可分割的整体。笔者认为这种提法是很含糊的“互相”这个词尤其不妥当它不能表明整体中的各个部分之间怎样联系和怎样作用不能表明机能运动的有序性时序、次序、自控制性和自组织性不能表明生命过程的历史发展的时空过程应该去掉或者尽量避免使用“互相”一词对系统或整体作现在这种方式的表达才会更明确些。二、生命基本机能单元的