生存还是繁殖，或永生

2015年6月，超级计算机google AI被问及为什么活着时，它的回答是：“为了永生。”（the purpose of living is to live forever）。

生命是什么，具有复制能力、能在复制过程中将遗传信息传递给后代是生命最重要的特征。生命的基本单位是生物，由细胞组成，分为有细胞壁的植物和无细胞壁只有细胞膜的动物，无坚硬的细胞壁使动物有了游动性，成为动的生物。那计算机又是什么，算是生命的一种吗，有可能会有自己独立的思维吗？旅行者1号和2号已经飞出太阳系，哈勃望远镜也看到了270亿光年外的天体，但是那么多的星系里，至今人类还未发现另一个有生命的星球。小小的地球是我们现在唯一发现有生命的星球。

回顾到宇宙大爆炸那天，看看生命如何在地球上出现。

138亿年前，宇宙诞生。

136亿年前，银河系诞生。

45.7亿年前，太阳诞生，并诞生了太阳系各行星。在地球形成初期，火山喷发的气体成分以甲烷和氢为主，尚有一定量的氨和水汽，逐渐形成了地球大气层，火山喷发的水汽也是海洋的来源之一。

 45.3亿年前，月球诞生。依大碰撞假说，一颗和火星差不多大小的天体和地球相撞，科学家称这颗天体为忒伊亚，希腊神话里是月球之母的意思，相撞后在原始地球周围产生一个环，这个环在数百万年之后形成月球。重力的拉扯使地球的自转轴倾斜，建立了地球生命的形成环境。

 41亿年前，海洋形成。液态水如何在地球表面汇聚成为海洋，又要从大气说起。地球增生初期地表温度极高，地球表面的硅酸盐也蒸发成为气体，地球表面是岩浆海，随后冷却，硅酸盐在几千年里迅速凝固，留下CO2-H2O 的浓厚大气，很像今天的金星。大气里CO2 逐渐被地幔吸收，出现液态水，地面温度也从最初的1700 K 急剧下降。当地表温度继续下降，地球表面形成一层玄武岩将大气和地球内部隔开后，大气温度就会急剧下降，水分迅速凝结，推测会发生一个“超级洪水”期，接连下了几百年的暴雨，雨量比现在的热带还高出将近十倍。这段状态持续的时间在地质学上称为“冥古宙 （Hadean），包括从地球产生到40 亿年前共5 亿年的时间。

 40亿年前，具有生命特征的分子在地球出现，具有遗传信息储存功能，究竟是先出现DNA分子(脱氧核糖核酸)还是先出现RNA分子(核糖核酸)，1968年卡尔·沃斯（Carl Woese）著写《遗传密码》（The Genetic Code）认为地球上最早出现的生命分子是RNA。1986年诺贝尔奖得主沃特·吉尔伯特（Walter Gilbert）根据RNA具有不同性态的催化性质做出相同的推断。一些病毒也使用RNA而不是DNA作为其遗传信息载体。不管怎么说，复制更有效率的DNA分子最终替代了RNA成为最主要的复制物，DNA主要功能是信息储存，指令编码以建构其他化合物，如RNA和蛋白质，引导生物发育与生命机能运作。随后这些生物大分子发展到在膜内发展，形成原始细胞。

39亿年前，原核生物开始出现，绝大多数为单细胞生物，比如细菌、古细菌、立克次体、螺旋体等微生物。原核细胞一般没有细胞内膜、没有核膜包裹的成型细胞核，细胞内无染色体，DNA链未螺旋化，以游离的形成存在于细胞质中，细胞质内也无任何有膜的细胞器。原核生物多有细胞壁，起到支持细胞和保护的作用，比如细菌的细胞壁组成是肽聚糖，青霉素杀菌的原理就是阻止肽聚糖的交联以破坏细菌细胞壁。只有最小的原核生物支原体，小到细胞壁也没有。原核生物繁殖方式为无性繁殖，多为分裂。这个时期，地球大气成份以甲烷为主，并没有氧气，细菌都是厌氧菌。

33亿年前，原核生物中出现蓝菌，也称蓝绿藻，为一种细菌，是地球上第一种可以进行光合作用获取能量的生物，在此十几亿年后，植物的祖先以蓝藻为食，与蓝藻共生，利用它们进行光合作用比将蓝藻作为食物更有利于生存，因此植物的祖先与蓝藻发生了内共生，进化出叶绿体，并获得了质粒体和光合作用的能力。光合作用即是在光能作用下，二氧化碳和水转变为葡萄糖和氧气，葡萄糖是生物需要的贮存能量，氧气是化学反应副产生物，自此以后，地球上开始出现氧气并随着蓝菌种群的壮大越来越多。所以就有了26亿年前的地球生物第一次大灭绝事件，即大氧化事件。

在此之前，地球大气主要成份是甲烷，随着氧气不断增加，原先溶解于海水中的铁、金、铀、铜、锌、镍等金属元素不断地从海水中沉积下来，形成了地球表面更为广泛的成铁现象。当海水里氧化反应基本饱和后，游离氧气释放到大气，甲烷被氧化成二氧化碳，厌氧菌接触氧气大量死亡，使甲烷产生更加减少。对于那个时期没有接触过氧气并习惯古大气环境的所有地球生物来说，氧气就是环境污染和毒气，大部分生物灭绝于氧气，只有很小部分生物残存下来，并继续繁殖传承生命信息。

 距今约21亿年前，地球氧气增至大气层总量的1%时，真核细胞出现了。真核细胞是有氧代谢，其细胞分裂本身就是需氧过程。由于真核细胞不能防御强烈的紫外线和宇宙射线，所以其只有在地球形成臭氧层之后，才能生长和繁衍。真核细胞不仅细胞内增加了细胞核，核内有核仁、核液和染色体，而且它还能促使细胞原生质增加线粒体、内质网、核糖体、溶酶体等，这比原核细胞复杂许多。所增加的各个成分之间既有分工，又有合作，从而产生了生长、发育、生殖和遗传及新陈代谢等功能，细胞核可以说是遗传信息储存、复制和转录的主要场所。真核细胞的出现是生物进化史上一次大的飞跃。因为除了蓝藻类和细菌类之外，现生所有生物的细胞都属于真核细胞。具有细胞核和更复杂分工细胞器的真核细胞出现是生命演化史上一个重要的飞跃，12亿年前又一个关于生殖的飞跃出现。

前面说过，生命最重要的特征是具有复制能力、能在复制过程中将遗传信息传递给后代，此过程又称为生殖。在12亿年前之前生物的生殖全部都是无性生殖，只需要一个母体即可以，DNA信息完全相同地复制给下一代，最多见的方式是细胞分裂，细菌每20分钟可以分裂一次，无性生殖耗能少，增殖速度快，下一代、下下代和自身完全相同，等于生出无数个自己，没有差异性，如果在复制过程中出现差错没有修复成功，则这个差错也会世代传递给子孙，不利于适应环境，容易被环境淘汰。12亿年前，生命进化出有性生殖，有性生殖即不同的两个个体基因重组，优势在DNA修复和基因互补作用上，可以把两个有利的突变集中于同一个个体上，有性生殖最原始的形式可能是一个具有受损DNA 的生物体从一个类似的生物体中复制未受损的链以修复自身。

 10亿年前，多细胞植物出现，比如水里的藻类、海苔，此时臭氧层还未形成，过于强烈的紫外线使陆地不适合生物生存。

6亿年前，多细胞动物出现在海洋。生命由单细胞生物进化成多细胞生物，是生存的选择，也是团队协作的选择，多细胞生物较单细胞生物更适于捕食、也不需要所有的细胞都接触外界环境的刺激，更好地躲避危险，能在恶劣的环境中得到更高的生存率。为了达到这个目的，此后几亿年动物的进化方向是躯体的逐渐增大。多孔动物门也称海绵动物门是最古老的多细胞动物，海绵的每一个细胞形态都和单细胞动物领鞭虫一样，推断海绵很可能是领鞭虫的多细胞进化体，多细胞协作的结果是海绵泵水能力更强，更利于捕获食物。海绵还没有分化出神经元，也没有循环、消化系统，但是所有的细胞共同捕食消化，有着令人惊叹的同步性，为器官形成前始。

 随着进化过程的继续，不仅需要团队协作，还需要分工，就像真核细胞进化出分工明确的细胞器，多细胞动物进化出各司其职的器官。第一个进化出的器官是皮肤，单细胞生物进化成多细胞生物首先靠钙粘蛋白把细胞之间结合起来，如果细胞只有侧面有钙粘蛋白，就会形成片状组织－上皮，形成多细胞生物的保护性外壳，使内部细胞有了稳定的内环境。然后部分细胞拉长形成神经元细胞，这部分细胞分配的任务是感知环境的变化，再将信息传递给其他的神经元，并指令集体做出反应，神经元网就是大脑形成前的雏型，腔肠动物门和水母进化出了皮肤和神经元网。

5.4亿年前，氧气积累到臭氧层形成，生命终于可以从海洋到陆地发展。

5.25亿年前，脊索动物皮卡虫出现，是脊椎动物的祖先，脊索的出现意味着动物进化出脑和中央神经系统。

5.05亿年前，脊椎动物出现，鱼在生命演化过程中登场，中央神经系统被骨性结构保护。

4.75亿年前，植物绿藻和真菌移至陆地上。

4.5亿年前，动物移至陆地上，最早是马陆、蜈蚣这样的节肢动物。

3.65亿年前，肉鳍鱼类进化成四足动物，走上陆地，开始是水陆两栖类动物。

3.6亿年前，植物演化出快速生长的种子，出现树和森林。

3亿年前，爬行动物出现。

 2.2亿年前，爬行动物分化出恐龙，他们都是冷血属性，即体内温度随环境温度改变。同时哺乳动物前身哺乳爬行动物兽孔目出现，为盘龙目中的楔齿龙类演化而来，有两个特征，一为进化出热量调节能力，为恒温动物，即为体内温度不随环境变化而变化；二为皮脂腺替代了鳞片，逐渐进化出皮毛。

1.95亿年前，哺乳动物出现，这时的哺乳动物块头很小，中国禄丰出土的吴氏巨颅兽的头颅只有12毫米长，不能和大体积的恐龙竞争，但是听小骨开始逐渐演化和下颚关节脱离。卡内基自然历史博物馆的学者罗哲西认为中耳与下颚的脱离是脑的增大所致。

1.8亿年前，北美洲大陆板块仍然和欧亚大陆相连，南极洲也还有森林。

1.3亿年前，被子植物演化成开花植物，在此之前地球上没有出现过花朵，在此之后的生物是幸运的，地球演化得越来越美丽，但是植物演化到出现花朵并不是为了点缀星球，而是为了繁殖需要，开花是现在植物繁殖的主要方式，属于有性生殖，前面说过，有性生殖的目的是基因重组，提高子代的品质和适应度。花的雄蕊产生花粉，雌蕊的柱头接受花粉，花粉通过柱头到达子房，与胚珠结合，胚珠发育成种子，子房包裹种子发育成果实。花粉的传递需要昆虫，吸引昆虫的是花的外观和气味，不知道1.3亿年前的花朵是否有现在多样和美丽，经过1亿多年的进化，开花植物已经五彩斑斓，争奇斗艳不是为了选美，是为了吸引昆虫传播花粉，重点是繁殖。虽然雌蕊雄蕊同株的植物可以自花授粉，但是异花授粉更利于亲缘关系远的生命孕育，自花授粉将使植物退化而消亡，所以开花植物的SCR基因转译蛋白附在花粉表面，SCK基因转译蛋白为雌蕊柱头细胞膜表面接收器，二者互相排斥，防止自花授粉。

6500万年前，恐龙灭绝，体积小、体温恒温的哺乳动物在资源匮乏、极度寒冷的环境中生存下来。

5500年前，灵长类动物猴出现，灵长目动物的解剖特征是眼睛长在前面，视觉敏锐，鼻子较其他哺乳动物短，嗅觉退化，脑比例大大增加。相比较其他哺乳动物，灵长类成熟期推迟，寿命延长，有更长的怀孕期，后代接受更长时间的父母照顾。社会行为也非常像人类，群居动物，有集体的居住区，会有群体成员于外围巡逻，有很强的等级制度，会选出一只雄性为领导者。

   3500万年前，被子植物演化出禾本科，如草、小麦、稻米、玉米、大麦、高粱、竹子等，多由空心的茎节组成，禾本科出现的意义很大，几乎所有的人类主食都是禾本科植物。大自然中的野草不只是动物的食物，还能制造大量氧气，防止水土流失。

1000万年前，气候干燥，大片草原替代森林。

700万年前，乍得人猿出现，也称为乍得沙赫人，推测为黑猩猩和人的共同祖先，乍得人猿头骨发现在非洲中部的乍得。

500万年前，乍得人猿开始向两个方向分化－黑猩猩和人，黑猩猩和人的DNA98.4％相似，血红素只有一个氨基酸不同。

200万年前，灵长类的人属出现，先是能人，直立行走，可以使用石器，然后是180万年前的直立人，可以熟练使用石器，并会利用火，但还不会生火，直立人中比较有名的是北京人，还有海德堡人、格鲁吉亚人、尼安德特人等等。人属的特征是脑容量大且随着演化逐渐增大、咀嚼肌肉的退缩、牙齿和上下颌逐渐变小、手越来越灵活。不过现在人属中只留有我们－现代智人，其他所有的人属都已灭绝，中国人并不是北京人的后代，而是5-10万年前从非洲迁移、从缅甸入境过来的智人后代。

13万年前，人属出现FOXP2基因，可以控制复杂的语言及语法。

10万年前，智人从非洲迁徙至亚洲，随着环境的改变皮肤颜色改变。

7.4万年前，印尼多峇湖大规模火山爆发，导致了1000年的冰河时期，人口急剧减少，全球仅剩1000到10000人，可能仅有在非洲的人属存活，巨灾之后一段时间，气候及环境好转他们再从非洲出发，先到达印支半岛及澳洲，然后再往中东双子河流域，及亚洲其他各地。

2.7万年前，欧洲的尼安德特人消失，地球上只剩下智人和霍比特人。

1.4万年前，出现全新世灭绝事件，大量哺乳动物灭绝，原因是人口急剧暴涨，农业还未发明，人类全靠狩猎生存。其实全新世灭绝事件的后续效应持续至现在，这1.4万年间，虽然现在人类并不以狩猎为生，但是动物物种仍然持续减少，和暴涨的人口和加剧的人口活动有关。

1.1万年前，霍比特人消失，地球上仅剩智人。

1.04万年前，因为其他动物的急剧减少，狩猎难度增大，在生存瓶颈期人类发起了农业革命，开始种植植物，农业逐渐替代狩猎。

1万年左右之前，欧洲智人SLC24A5、MC1R、HERC2等基因突变，出现头发、皮肤、虹膜色素变浅的遗传特征。最早具有金发衍生等位基因的是西伯利亚ANE人群。

公元前8000年，人口500万。

公元前1000年，人口5000万。

公元前500年，人口1亿。

公元1年，人口2亿。

公元1835年，人口10亿。

公元2019年，人口77亿。

地球生命历史40亿年，由最基本的DNA分子的遗传密码编码制造出一个个功能蛋白，从生命分子发展到有膜包裹的单细胞生物，由单细胞生物发展到多细胞团队共同发展。尽管微生物、植物、动物各物种外貌差别大，但细胞结构基本相似。人和酵母基因相似度26%，人和香蕉基因相似度50%，人和果蝇基因相似度60%，人和奶牛基因相似度80%，人和猫基因相似度90%，人和老鼠基因相似度98%。40亿年的进化，有了我们。

就人体细胞来说，细胞不断死亡再生，一年之内可以换掉大部分细胞，每一年几乎都是全新的自己，只要DNA遗传信息还在，细胞死亡后仍可以复制出相同的细胞，所以说生命的本质不是物质，而是信息。

单细胞的原核生物可以永生，比如细菌，每20分钟就分裂出一个完全相同的自己，所以初始的生命可以达到永生，一般只是死于饥饿或被其他生物吃掉。从单细胞真核生物开始才观察到寿命，真核生物早期也可以永生，但永生带来的问题，是快速增长的种群数量和有限的资源之间的矛盾，后代和祖先处于资源争夺竞争关系，种群数量的快速增长反而带来整个种群因饥饿而死，不利于整个种群的生存。在进化过程中，进化出衰老自我死亡的群落生存质量高于永生的群落。真核生物演化出放弃毫无生存质量的永生，来发展个体的生存竞争能力。生物进化出衰老，是生命演化的一个里程碑，合适的衰老机制对种群是有利的，一可以提高种群的换代频率，二增加了基因变异选择的次数。

虽然部分爬行动物，比如鳄鱼、海龟在他们的生长过程中未发现衰老迹象，他们细胞持续分裂，体积持续增长，但是现大部分动物都有衰老机制，体细胞有固定的分裂次数，一旦到了分裂尾声，则启动衰老机制运作，躯体走向死亡，但是有端粒酶的生殖细胞可以持续分裂，将DNA信息传递给后代。躯体是承载基因的载体，基因对外界世界的感知通过躯体来实现，基因在躯体的保护下，在躯体成熟时逃离旧躯体，并指导受精卵发育成新个体。

基因Gene来自于希腊语，意为“生”，是指控制生物性状的遗传信息。在个体的生命历程中，最重要的使命是把生命的遗传信息传递下去，所以原始很多生物生殖后使命完成了就死亡，动物中有章鱼、大马哈鱼，植物中有竹子，竹子开花后即死亡，开花结果是生殖过程。大马哈鱼和章鱼生殖后内分泌系统分泌激素使她们不再进食，新陈代谢瓦解，很快死亡。如果章鱼没有成功孵出卵，环境不利时，雌章鱼则会吃掉卵，补充营养，找到机会重新再次生殖，待卵孵出后内分泌系统引导死亡。而人类在性成熟有生殖能力后，大约在26岁，开始步入衰老，表现为再生能力降低、器官退化、免疫系统退化。都说大脑支配个体，其实支配个体最重要是基因，信息编码指导分泌激素和功能蛋白调控内环境，脑组织只是多细胞生物DNA编码出来指挥多细胞共同工作的工具。

计算机编程中的程序化，在生命细胞中早已熟练应用40亿年，DNA、RNA、蛋白质的复制都有各自的编码，只要信息编码还在，细胞就算不断死亡也可以不断再生，生命的核心是信息而不是物质。生物个体衰老死亡只是躯干的死亡，真正的生命编码并未死，DNA才是生命的核心，遗传信息代代相传并优化，躯干只是DNA的载体，旧的载体完成使命后再换上新的载体，the purpose of living is to live forever我们已经做到，生命是永生的，信息就是我们的生命之柱。