人类连核弹都能造出来,为什么却造不出一粒米?

人类不仅仅是痴迷于热武器,实际上人类也痴迷于制造生命。我们研究氢弹、核弹,学着太阳研究可控核聚变,而在古代各种神话传说中,科幻电影中都有大量人造人、异型、超能力、物种复活的题材,然而实际上我们真的连一粒米都造不出来。

生命的本质其实是一个信息系统

一粒米最重要的部分为胚与胚中的遗传信息(DNA),有了这两个部分就可以培育,生根发芽长出更多的米。拆分开的主要原因是为了表达生命的本质其实是一个信息系统,而生命信息主要存储在遗传物质之中。

如果说生命是一台机器,那么遗传信息就是操作系统,与电脑不同的是生命系统更为智能,像一个可以自我升级的机器人。如果对遗传信息进行修改,那么遗传信息就会指导机器人进行自我修改,比如说再装上两条腿或者在腿上装上俩轮子。

图:Synthia,辛西娅

排除无性繁殖与双胞胎等情况,遗传信息都是独一无二的,而胚细胞却可以更换。例如:人类首次合成的单细胞生物“辛西娅”,美国生物学家首先把一个致病菌(支原体)的遗传物质掏空,然后像其中注入染色体(遗传物质),而这个新组成的支原体就开始自我复制,而子代表达出的性状都源于遗传物质(染色体)控制,按上面的比喻,如果原本这个细胞是两条腿的,当植入新的DNA之后,从它的子代就会开始按着遗传信息合成四条腿。

辛西娅并非真正意义上的人造生命,因为它的每个部分并非都是人工制造的,相当于“借用”了它人的一个躯壳,然后植入了自己的遗传信息,而最悲催的是DNA也不是人造的。科学家只是用计算机程序和化学物质合成了支原体的遗传物质,更确切的说是从头到尾把DNA“抄”了个遍。

别看碱基就A、G、C、T四种,但作为生命的密码,组合方式万千,表达方式更是复杂无比,我们至今无法完全破解,如果不老老实实抄,不知道会制造出什么怪物,这是会受到谴责的,例如基因编辑婴儿就受到了非常“强烈”的关注。

再比如:克隆羊,整个过程利用了3只羊,体细胞供体(白面绵羊),卵细胞供体(细胞壳,黑面绵羊),代孕羊,而最终克隆出来的多利是白面绵羊,因为遗传物质来自于白面绵羊。

合成有机物

虽然米粒的碱基对较少,但也高达24亿对,相对于原核的支原体就复杂得多了。即使遗传信息的问题解决了,承载遗传信息的胚胎也是需要从另一个生命获得,这种人工将遗传信息放入“天然”的胚胎中的技术称不上制造生命。

图:植物细胞

想要完全由人工制造出胚更是难上加难,这其中包含了多种蛋白(酶)、氨基酸、脂肪、纤维素等等,总的来说是一个浩大的工程,而且目前的生物技术水平很多物质不通过生物产出,只靠元素组合根本造不出来。更别提米粒除了肧和遗传物质之外外层还有胚乳、种皮等等物质。

图:米粒组织

看似一粒米其实所需要的知识涵盖了一切生命的奥秘。或许如果有一天我们能创造出一粒米也就意味着能够创造一个人。不过,目前对生命物质还是无知的,我们并没有找到一条通用的法门,或者说是底层逻辑,只有知道了底层逻辑我们才可以在这之上进行延伸扩展得到更多的生命信息。而生命是自然演化的,不像物理是宇宙中普遍的,永恒不变的规律,因此生命更复杂。

这就像是原子弹,通过裂变或聚变反应释放巨大的能量。实际本质是原子核与原子核或原子核与粒子发生相互作用,从而导致原子核的状态发生了改变,形成新核释放出能量。如果继续深入就是原子的构成,元素的形成,能量与物质、粒子的关系(E=mc^2),搞清楚这些就一通百通了。

图:构成宇宙万物的基本粒子间的相互作用

最后

在地球之外我们至今都没有找到其他生命,地球的生命起源于天然海底火山口,火山持续不断喷发出大量物质,各种离子向往扩散,形成离子浓度差,造成能量持续不断流动的天然屏障,从而形成了生命,这种有持续能量不断输出,并且存在于水溶液(氢键)之中的环境在宇宙中少之又少。地球经历了40亿年的自然创造才有了如今的生命,而生命从40亿,甚至更早(从无机分子开始)开始不断演化,复杂程度不断叠加,智人诞生至今25万年,科学诞生至今区区几百年,何以看透生命的本质,创造生命?