【文思泉涌】生命演化史：从生命1.0到生命4.0( 五 ) 本文摘自《生命是什么》（作者：王立铭

今天，绝大多数地球生命都在中心法则的支配下生存繁衍， DNA存储遗传信息并持续地自我复制， DNA通过RNA控制了蛋白质的合成和生物体的性状（见图7）。 RNA仅仅作为信息流动的中间载体出现，看起来多余而浪费。但是在远古地球，情形可能会很不相同。赞成RNA世界理论的科学家认为，在那时也许既没有DNA也没有蛋白质，而是RNA分子身兼两职：既能代替DNA存储遗传信息，又能代替蛋白质推动各种生物化学反应。而可能在RNA世界出现甚至统治地球之后，今天地球生命的绝对统治者——DNA和蛋白质——才崭露头角。从某种意义上说，它们利用各自的优势，从身兼存储遗传信息和催化生命活动的RNA分子那里抢走了原本属于它的荣耀。

文章图片
图7今天的生物世界和RNA世界
相比RNA ， DNA是更好的遗传信息载体，因为DNA的化学性质更加稳定，在自我复制的过程中出错率更低。相比RNA ，蛋白质又是更好的生命活动催化剂。由20种氨基酸装配而成的蛋白质分子，比仅有四种核苷酸装配而成的RNA ，可以折叠出更复杂的三维立体结构，可以推动更多更复杂的生物化学反应。
因此，在今天的地球上，对于绝大多数生物而言， RNA反而成了一个中间角色，仅仅通过生硬地将DNA插入蛋白质中的信息流动，宣示着自己曾经的无限荣光。仅仅在少数病毒体内， RNA仍然扮演着独一无二的遗传信息密码本的角色。而我们推测，一些病毒之所以至今仍然顽固地抗拒使用DNA作为遗传物质，一个可能的原因是它们需要快速产生变异以逃脱免疫系统的攻击。在这方面，复制环节错误率较高的RNA分子反而具备了独特的优势。
通过思想实验1.0到4.0 ，我们对生命演化史有了一定的了解。地球生命在诞生之初可能根本不需要独立的遗传物质和催化分子，它们只需要在混乱无序的自然界中建立起精致有序的生命结构。而RNA祖先则肩负起自我复制、为生命开枝散叶的重任。而此后40亿年的漫漫演化， DNA和蛋白质出现，多细胞生物诞生，人类萌生，智慧出现，其实都只是那一次伟大结合的绵绵余韵而已。
相关阅读：

文章图片
《生命是什么》王立铭
《生命是什么》通过生动的文笔和有趣有料的生物学故事，揭开了生命科学神秘的面纱。本书不仅生动地解读了生命的定义及奥秘，而且详细地追溯了生命的起源和演化，展现了人类探索生命奥秘的伟大历程，讲述了科学家在揭示生命奥秘过程中的重要发现。阅读本书，有助于读者重新认识生命的过去、现在和未来，更好地认识地球生命以及其他智慧生命。
生命科学家饶毅、科幻作家刘慈欣、科幻作家郝景芳、DKFZ终身研究员刘海坤作序推荐，不容错过。
图书目录
前言序曲：地球人和外星人第1章生命是什么：从灵魂论到物理学第2章能量：生命大厦建筑师第3章自我复制：基业长青的秘密第4章细胞膜：分离之墙第5章分工：伟大的分道扬镳第6章感觉：世界的模样第7章学习和记忆：应对多变世界第8章社交：从乌合之众到伟大社会第9章自我意识：我是谁？第10章自由意志：最重要的幻觉尾声：关于生命，我们知道的和我们不知道的后记参考文献作者：王立铭，浙江大学生命科学研究院教授，神经生物学家。本科毕业于北京大学，在美国加州理工学院获得博士学位。曾在美国加州大学伯克利分校和波士顿咨询公司工作。入选国家“青年千人计划”和浙江省“千人计划” 。因科学、科普和科幻活动的部分成果，先后获得“求是杰出青年学者奖”“菠萝化学奖”“顾孝诚讲座奖”“文津图书奖”“全球华语科幻星云奖”“吴大猷科普著作奖金奖”等。著有大众科学读物《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇》《上帝的手术刀：基因编辑简史》《生命是什么》，主讲大众科学音频节目《王立铭·生命科学50讲》《给孩子的万物启蒙课》。