生命粵拼sang1 ming6英文life拉丁文vita),或者粵拼meng6),係指將生物同非生物區分開嘅特質。有生命嘅嘢會進行各種各樣嘅生物作用,好似係新陳代謝同埋衰老呀噉,而冇生命嘅嘢唔會做呢啲嘢。冇生命嘅嘢可以係本嚟有生命但冇咗,又或者係根本一開始就係冇生命嘅死物。有生命嘅嘢-即係定義上嘅生物(organism)-又有得分做好多唔同種,包括咗真菌植物同各種嘅動物。研究生物嘅科學領域就係生物學(biology)[1]

兩隻喺度食緊隻鹿;對於動物嚟講,食嘢係維持生命必要嘅過程。
美國華盛頓州荷雨林;植物曉郁,但郁嘅速度慢得好交關,就噉用肉眼未必觀察得到。
黃石國家公園一個溫泉俾大片橙色嘅細菌古菌圍住,呢柞生物嗜熱,曉吸收溫泉嘅熱能維生。

「有生命」同「冇生命」之間條間線查實唔係非黑即白嘅:宇宙入面有啲嘢具有某啲生命應有嘅特徵,但又唔有齊嗮呢啲特徵;例如係病毒(virus)噉-正常嘅病毒個體好似生物噉曉繁殖,但佢哋只有身處喺生勾勾嘅細胞入面嗰陣先識噉做,而如果佢哋唔喺生勾勾嘅細胞體內,佢哋會唔識做呢啲生命活動,變到好似冇生命嘅死物噉,所以病毒身處咗喺生物同死物之間嘅灰色地帶嗰度[2]

生命起源(origin of life)喺科學界係一個大課題:地球上嘅生命源於大約 42.8 億年前左右,即係地球個喺 44.1 億年前形成咗打後冇幾耐嘅時間[註 1][3][4];有關「第一條生命係點樣誕生同埋係乜嘢樣」,目前科學界仲未有定論。喺廿一世紀初,地球上已知最早嘅生命證據嚟自細菌化石-例如係有喺澳洲掘出嚟嘅 34.5 億年老嘅石頭,呢啲石頭裏面有一啲微生物[5][6],幫到手了解早期生物係乜樣[7][8],而喺 2016 年,科學家發現咗 355 個基因係現存嘅生物冚唪唥都有嘅-呢 355 個基因應該就係最終共同祖先(last universal common ancestor,LUCA)嘅基因[註 2][9]

由最終共同祖先到現時生物嘅過程涉及進化(evolution):自從地球喺超遠古嘅時代形成咗之後,地球嘅環境就有透過地質活動等嘅過程係噉變化,而呢啲環境改變令生物物種要一代一代噉慢慢變樣嚟到去適應新嘅環境-呢個過程就係進化論當中嘅物競天擇(natural selection)。當生命散佈到去成個地球嗰度,唔同嘅生物物種就會適應各自嘅環境,各自噉變到更加擅喺自己嘅環境度生存。呢啲進化過程令到地球有好豐富嘅生物多樣性(biodiversity)[10]

自從遠古時代開始,人經已喺度研究生命:早喺古希臘時期,哲學家阿里士多德(Aristotle)經已有喺度嘗試將生物物種分類[註 3];到咗廿一世紀初,以人類所知,成個宇宙淨係得地球有生命,但有好多科學家依然致力噉想搵外星生命(extraterrestrial life),而除咗噉,科學界又有咗人工生命(artificial life)呢個諗頭-用人工合成嘅方法嚟憑空創造有生命嘅嘢。雖然目前為止人類仲未搵到外星生命或者創造出人工生命,但呢啲研究對醫學等嘅應用科學領域有相當大嘅幫助[11]

傳統定義

 
顯微鏡下嘅幾粒人類癌細胞;佢哋嘅細胞核俾研究者用染料染咗做藍色。
睇埋:生物學哲學

就算到咗廿一世紀初,「生命」呢個詞要點定義依然係一條有相當爭議嘅問題:傳統嚟講,生物學家會用 7 個特質去斷定一樣嘢係咪生物-組織穩態新陳代謝、生長、反應、繁殖同埋適應,呢個定義好常用,但有灰色地帶,例如呢個定義難以一口咬定病毒(virus)究竟算唔算生物[12][13]

科學哲學(philosophy of science)上,一個令人滿意嘅「生命」定義一定要包含到嗮所有已知同未知嘅生命體先得,而且唔可以包含啲冇生命嘅嘢喺入面。有科學家主張用「有細胞」或者「有遺傳因子」呢啲結構性嘅特徵嚟去定義生命;又有科學家用物理學上嘅概念嚟去界定生命;跟住又有啲科學家認為,一樣嘢只要有某啲系統性嘅特徵就可以當佢係生命(例如係「維持穩態」呢一樣特徵,連地球都有)。總體嚟講,對於生命要點樣定義,生物學界到咗而家都仲未有完全一致嘅共識[14][15]。為咗方便起見,除非另外講明,呢篇文以下落嚟講嘅「生命」係指傳統定義上嘅生命。

七大特徵

內文: 生物

一般嚟講,生物學上傳統都認為生命係一種特質,會令到有生命嘅嘢喺特定環境之下嘗試維持自己嘅存在,甚至乎嘗試自我複製,將自己身上嘅基因散播開去,包含咗以下七種特徵[16][17]

  • 組織(organization):身體由至少一個細胞組成-細胞係生命嘅基本單位(睇埋細胞學說[18][19]
  • 穩態(homeostasis):一隻生物曉調制佢內部嘅環境,令自身內部維持一個穩定嘅狀態;生物實會有某啲方法感知自己周圍同內部嘅環境,而當隻生物探測到佢內部嘅環境有所改變,佢內部嘅系統會用負回輸嘅方法嚟抗衡嗰種改變。舉個例子說明,當一個人覺得熱(探測到佢內部溫度有所改變)嗰陣,佢身體會流汗,而汗喺由皮膚表面蒸發走嗰時會帶走熱(抗衡熱嘅負回輸),令到個人身體涼返(回歸平衡)[20],而除咗呢個散熱系統之外,人體仲有多個系統維持自身內部嘅水份同血糖等變數嘅穩定[21]
  • 反應(response):一隻正常健康嘅生物曉對外界嘅刺激俾反應(刺激可以係任何物理變數起變化),而呢啲反應通常牽涉到某啲嘅郁動,例如係就連(就噉睇好似唔識郁嘅)植物都會擰轉自己啲嚟對準太陽,等自己可以吸收到最多嘅陽光;而動物對外界嘅反應就更加快同明顯,就算用肉眼都觀察得到。
  • 新陳代謝(metabolism):有生命嘅嘢都實要用某啲方式吸收能量,並且用呢啲能量嚟做維持穩態同俾反應等各種嘅生命活動。佢哋曉將化學物質同能量轉化做自己啲細胞嘅部份,並且將(通常係唔要嘅)細胞分解,好似係大部份植物都會做光合作用,利用陽光嘅能量合成一啲養分;而人類同各種動物食咗嘢之後個身體會將啲嘢食消化,並且用由嘢食嗰度攞到嘅養份嚟整新細胞,幫助做生長等嘅工作[22]
  • 生長(growth):生物喺新陳代謝入面嘅合成率會大過分解率,所以整體嚟講,一個生物個體會隨住時間而變得愈嚟愈大隻。生長嘅過程會令到隻生物各個部份都變大,而唔淨止係物質嘅累積。
  • 繁殖(reproduction):一個生物物種嘅正常健康個體會用穩態、對外界嘅反應同新陳代謝維生,做生長嚟提升自己生存同繁殖嘅能力,最後用某啲方法製造新嘅個體,將自己身上嘅基因傳俾下一代。繁殖可以係通過無性或者有性嘅過程嚟進行嘅;人類等嘅哺乳類動物行有性繁殖,靠交配產生下一代[23]
  • 適應(adaptation):喺繁衍後代嘅過程當中,一個生物物種嘅基因庫(因為物競天擇基因突變等嘅機制)會一代一代噉慢慢變化,令個物種變到更加擅長喺自己住嘅環境當中生存繁衍。呢種能力係進化過程不可或缺嘅一個部份,並且係由嗰個生物物種嘅遺傳特徵同埋環境外界因素話事嘅[24][25]
事物 組織 穩態 反應 新陳代謝 生長 繁殖 適應 係咪生物
 
人類
 
灰狼
 
烏鴉
 
蜜蜂
 
海星
 
木棉樹
 
各種細菌
 
石頭

繁殖同遺傳

 
一條 DNA 份子嘅抽象圖解;佢裏面嗰啲份子帶有遺傳資訊,描述隻生物係點。
內文: 繁殖遺傳

繁殖(reproduction)係有生命嘅嘢最重要嘅特徵之一,而基因(gene)係所有已知生物將自己嘅特徵傳俾下一代嘅基本媒介:每隻生物嘅細胞裏面都有啲 DNA 份子喺度,呢啲 DNA 份子成雙螺旋(double helix)噉嘅結構,一條 DNA 裏面有能力決定隻生物嘅特徵嘅某個特定區域就為止一個基因,例如想像人嘅 DNA,如果 DNA 當中嘅某一段決定人嘅頭髮顏色-嗰段有    兩個唔同嘅可能款;身上有   嘅人會係金頭髮,而身上有   嘅人會係黑頭髮-噉呢段 DNA 就算係決定頭髮顏色嘅基因[26][27]

基因決定咗一隻生物嘅遺傳資訊:一隻生物內部會靠 DNA 嘅基因產生相應嘅 RNA 基因,而由呢啲 RNA 基因嗰度就會產生出蛋白質(protein),跟手呢啲蛋白質就會俾隻生物攞嚟組成身體嘅各種構造,例如動物嘅肌肉以至神經細胞都係要有蛋白質先組成得到;所以一隻生物身上嘅 DNA 會影響佢嘅各種特徵,由肌肉嘅大細(影響佢大唔大力)以至個嘅神經細胞嘅數量(影響佢嘅智能同各種認知特性[28])等。好多時,就算係極之唔同嘅生物物種身上都會有相同嘅基因,顯示咗唔同嘅生物好多時都需要相同嘅身體功能,舉個例子說明,如果將喺人類當中負責產生胰島素(insulin)嘅基因植入去第啲生物嗰度嗰時,個基因都仲係會扮演生產胰島素嘅功能[26]

進化同適應

內文: 進化適應

繁殖同遺傳帶出咗進化(evolution)嘅概念[29]:想像一個生物物種族群,個族群嘅基因庫(gene pool;指個族群身上嘅基因嘅總和)係   噉嘅樣,家吓佢哋做繁殖生下一代,而下一代嘅基因庫係   噉嘅樣,因為物競天擇(睇下面)同基因突變(genetic mutation)等嘅原因,   會有少少差異,而過咗   代後嘅基因庫   可以同   有巨大差異,令第   嘅個體同初代個體唔再算係同一物種-進化就係指一個族群嘅基因庫隨時間嘅變化,以及呢啲變化產生新物種嘅過程[30][31]

進化涉及物競天擇(natural selection)嘅過程:1809 年,法國生物學家拉馬卡(Jean-Baptiste Lamarck)提出咗進化嘅諗法,但佢並冇做到詳細解釋進化嘅機制(即係「點解一個族群嘅基因庫會隨時間變化」)[32];喺佢 50 年後嘅查理斯·達爾文(Charles Darwin)提出咗革命性嘅物競天擇概念,達爾文指出,基因會影響一隻動物生存同繁殖嘅能力,例如跑得快啲嘅喺野外冇咁容易俾獵食者殺死,身體生產精子能力弱嘅公冇咁大機會會成功生到仔... 等等,因為噉,喺是但一個時間點,是但搵個基因    嘅第   個複製品叫    傳到去下一代基因庫   嗰度嘅機會率會唔等同於另一個基因嘅一個複製品( ),即係

 [註 4]

於是下一代嘅基因庫會或多或少噉同上一代嘅唔同,而且長遠嚟講,地球嘅環境會係噉變化(例子可以睇氣候變化),令到「乜嘢基因對生存有利」呢點會係噉變化,例如如果一個地區因為氣候變化而搞到旱災多咗,對於住呢個地區嘅生物嚟講,「令身體保水能力強嘅基因」所賦予嘅優勢就會大咗。如是者,地球上嘅生物物種嘅基因庫就會隨地球環境變化而不斷變(進化)[33][34]。而基於呢啲概念嘅進化論預測,隨住一個生物族群散佈並且分做唔同嘅次族群,佢哋會慢慢噉適應各自嘅環境,變到彼此之間愈嚟愈唔同-實驗觀察嘅數據都撐呢個理論[35][36]

病毒問題

睇埋:病毒

傳統定義其中一個最大嘅問題係唔能夠清楚噉將病毒(virus)分類:病毒同細菌、植物以及動物等明顯係生物嘅嘢一樣,有遺傳基因,所以可以透過物競天擇嘅方式進化;病毒曉自我複製,但佢哋淨係當身處喺一個生勾勾嘅寄主細胞入面嗰陣先至會識得噉做,而且佢哋又唔會做新陳代謝[37][38];換句話講,病毒有一啲生命應有嘅特徵,但又唔係有齊嗮呢啲特徵。因為呢個緣故,有好多生物學家都認為病毒只能夠算係「曉自我複製嘅嘢」,而唔係生物[39],亦都有廿世紀尾嘅生物學家將病毒形容做「處於生命邊緣嘅生物」(organisms at the edge of life)[40]

雖然病毒唔完全係生物,生物學家依然好有興趣研究佢哋[41]:噉係因為病毒能夠喺寄主細胞體內自我複製,而研究呢個過程得出嘅數據可能會撐「能夠砌自己出嚟嘅有機分子係生命其中一個可能嘅源頭」呢個假說[42][43]

非傳統定義

 
一個熱力學系統嘅抽象化圖解:
System-個系統、
Surroundings-周圍環境
Boundary-界限;熱能會喺個系統同環境之間傳遞。
 
有生物學家認為可以將地球睇做一隻巨型嘅生命體。

喺廿一世紀初嘅生物學界,對於「生命」一詞嘅定義,傳統定義以外嘅觀點主要有以下呢啲:

進化定義生命

物理科學嘅觀點睇嘅話,有生命嘅嘢係非一般嘅開放熱力學系統(thermodynamic system):同一般嘅開放熱力學系統唔同,生物嘅分子結構好有組織,而且有能力利用自己四圍環境嘅熱能分佈嘅不均-即係話有能力由環境嗰度吸收能量-嚟(唔完美噉)複製自己[44],並且令到自己所屬嘅物種進化[45][46];噉講即係話,一隻生物係一個有能力自足以及參與達爾文式進化嘅化學系統[47][48]

所以根據呢個定義,生物同非生物之間嗰條分界線係「有冇能力參與進化」,有嘅就係生物,冇嘅就係死物。好似係人造衛星噉,人造衛星都係由好多種化學物質組成嘅化學系統,有能力喺一定程度上維持自己嘅存在,甚至乎仲識由環境嗰度吸收能量(好多人造衛星會由太陽嗰度吸收能量嚟維持自己運作[49]),但人造衛星冇能力繁殖,所以佢哋唔會話有得「啲基因一代一代噉變」(進化嘅定義);人同都係由好多唔同化學物質組成嘅化學系統,會透過食嘢由環境吸收能量,而且最緊要嘅係,佢哋啲正常個體曉繁殖,所以「人」同「貓」呢兩個物種嘅基因庫會一代一代噉變-根據呢個定義,人同貓係生物,而人造衛星唔係[50]

負熵定義生命

生物物理學又有透過物理學嘅概念嚟去思考「生命應該點樣定義」呢個問題[51]。生物物理學家講到,有生命嘅嘢有負熵(negative entropy)嘅特性[52](entropy)係物理學上一個好重要嘅概念,大致上可以想像成反映緊「已知一個系統嘅宏觀性質如此,個系統有幾多個可能嘅微狀態」-例如一個系統嘅溫度(整體宏觀性質)係咁多咁多,系統入面嗰啲粒子有幾多款可能嘅排列方法(微狀態);而根據熱力學第二定律(second law of thermodynamics),喺成個宇宙入面,熵喺任何封閉嘅系統入面,都淨係有得維持唔變或者升嘅-噉講即係話,宇宙整體嚟講啲能量會變到愈嚟愈分散偏向平均分佈[53][54]

根據生物物理學觀點,生物係一種特殊嘅開放系統:佢哋有能力透過由環境嗰度攞能量,並且跟手將啲質素差咗嘅能量排返出嚟,嚟到去減低佢哋自己內部嘅熵(負熵)-即係等佢哋自己內部嗰啲能量唔會散開變成平均嘅分佈[55][56];不過,負熵只係生物嘅其中一種特性,齋靠呢點唔可以定義「生命」-曉減低自己內部嘅熵嘅唔淨只係得應該屬於生物嘅嘢,雪櫃都識做呢樣嘢[57]

生命系統理論

睇埋:生命系統

生命系統(living system)指嘅係識得自我組織以及同自己環境互動嘅系統,佢哋曉用能量、物質資訊嘅流動嚟維持自己嘅存在。喺廿世紀後橛開始,有科學家提倡話要諗一個能夠普遍噉描述生命系統嘅理論出嚟先可以了解生命嘅本質係啲乜[58]。一個噉嘅理論需要考慮嗮現有嘅生物學同埋生態學知識,仲要提出到一啲普遍嘅原理嚟解釋生命系統點樣運作。呢柞理論同傳統嘅生物學嘅做法唔同,佢哋喺定義生命嗰陣時唔會齋講生命嘅靜止特質或者組成部份,而係將一個生命系統當做成個整體噉嚟分析,會睇生命系統運作起上嚟同冇生命嘅系統有乜嘢分別以及組成部份之間嘅互動,並且嘗試透過噉嚟定義「生命」[59][60]

蓋亞假說

內文: 蓋亞假說

蓋亞假說(Gaia hypothesis)係一種有關生命本質嘅觀點,簡單啲講就係認為成個地球可以睇成一個大嘅生命體:生命系統理論令好多生物學家唔再執著於用「有細胞」或者「有遺傳因子」呢啲結構性嘅特徵嚟定義生命。於是乎有生物學家就留意到,地球啲組成部份之間嘅互動有些少似一隻生物個體嘅細胞同器官之間嘅互動:例如係地球上面嘅植物會做光合作用,呢啲作用會產生氧氣,等地球上面嘅動物有得唞氣,而啲動物唞氣嗰陣又會排返啲二氧化碳出嚟,令植物可以用二氧化碳嚟做光合作用,所以整體嚟講,雖然地球唔係由細胞組成,亦都冇遺傳因子,但地球上面嘅各種動植物一齊做好多作用令到地球嘅環境維持一種穩態-就好似一隻動物體內嘅各個器官各司其職幫隻動物生存落去噉樣[61]。呢個諗法俾生物學界嗌做「蓋亞假說」。蓋亞(Gaia;希臘文:Γαῖα)係希臘神話入面嘅大地女神個名,而幫呢個諗法改個噉嘅名係表示覺得古希臘人可能真係有少少啱-地球某程度上真係好似一嚿有生命嘅嘢噉[註 5][62]

同環境嘅互動

 
Nostoc pruniforme(藍綠藻嘅一種)
睇埋:生態系統

地球嘅環境好多樣化,令進化嘅過程孕育出豐富多樣化嘅生命,呢啲生命又會影響返個環境轉頭,形成一個複雜嘅系統:自從地球誕生以嚟,地球上有過無數咁多種嘅細菌、真菌、植物同動物[63][64];唔同類型嘅生物身體會做唔同嘅生命活動,而每種生命活動都會將地球上某一啲物質逐少噉轉化做第啲物質,所以長遠嚟講(以地質時代計),每一種生物啲活動都會令地球嘅物理同化學環境起變化,而呢一個過程又會影響地球上嘅第啲生物嘅生存同進化[65][66]

好似係藍綠藻(cyanobacteria)噉,藍綠藻識得做光合作用,由二氧化碳產生氧氣,而如果地球上冇生物曉將啲氧氣變返做二氧化碳嘅話,大氣層入面嘅氧氣就會愈積愈多;另一方面,對於多數早期地球生物物種嚟講,氧氣都係有毒嘅,所以喺早期地球,藍綠藻嘅作用搞到地球上嘅其他生物物種焗住要適應多咗氧氣嘅環境而進化,後尾更加進化出曉運用氧氣嚟生存嘅動物[67]

六大化學元素

內文: CHNOPS

直至廿一世紀為止,已知嘅生命體冚唪唥都需要有幾種重點化學元素先至會做到生存必需嘅生化過程。呢啲元素包括咗[68]

  • (carbon,C;睇埋碳生命)、
  • (hydrogen,H)、
  • (nitrogen,N)、
  • (oxygen,O)、
  • (phosphorus,P)、同埋
  • (sulfur,S)。

生物學家同相關領域嘅科學家好多時會用呢幾種元素嘅英文名嘅開頭字母,將佢哋合稱做 CHNOPS。CHNOPS 能夠組成蛋白質核酸呢啲生命必要嘅物質,而且 CHNOPS 當中頭嗰 5 種仲要係 DNA 嘅化學成份,而硫就係半胱氨酸(cystein)同甲硫氨酸(methionine)呢兩種重要氨基酸嘅成份之一;CHNOPS 當中最常見嘅就係碳,碳能夠同其化元素形成多個穩定嘅共價鍵,令到用佢可以組成好多唔同嘅有機分子[69]。值得一提嘅係,有唔少科學家致力研究緊有冇可能唔靠 CHNOPS 嚟組成生命體[70][71]

 
巨型管蟲(giant tube worm;學名Riftia pachyptila)住喺太平洋離海面超過 1 公里深嘅地方。嗰啲地方不見天日,所以佢哋靠吸收海底火山噴出嚟嘅熱能嚟生存。

地球生物圈

內文: 生物圈

生物圈(biosphere)指地球上所有生態系統嘅總和,包括地球上一切大大細細嘅生物以及佢哋之間嘅相互關係,仲有呢啲生命體同岩石圈水圈大氣圈等地球其他部份之間嘅互動[72]。一般嚟講,生物圈始於能量來源:對於地表上嘅生物嚟講,太陽係能量嘅最終來源;植物會吸收太陽光同二氧化碳,產生氧氣同俾自己用嚟維生嘅營養,動物就一係靠食植物一係靠食其他動物維生,而動植物都有能力將食咗嘅營養儲喺身體入面,喺需要用能量嗰陣,就靠分解營養嗰陣嘅化學反應產生能量。除此之外,又有啲生物會因為接觸唔到陽光而變成主要靠另類啲嘅能量來源,例如好多住喺深海(deep sea)嘅生物噉,深海不見天日,所以住喺深海嘅生物難以靠陽光維生,所以佢哋嘅身體就往往進化成能夠由海底火山等嘅能量來源攞能量[73]

地球好多部份都係生物圈嘅一部份,因為生命呢樣嘢好頑強,喺好多極端嘅環境當中都有可能存在[74]:傳統定義上嘅生命由喺地底成 19 公里深嘅岩石同埋離地表 64 公里高嘅高空嗰度都可以搵得到[75][76];又有研究試過喺美國東北岸 2,590 米深嘅海床下面 580 米深嘅岩石[77]以及係日本附近 2,400 米深嘅海床嗰度搵到生命體[78];就連地球最深嘅海底,離海面超過 10 公里深嘅馬里亞納海溝(Mariana Trench)嗰度都有生物嘅蹤影[79][80];而喺 2014 年 8 月,科學家又喺南極洲以下 800 米咁深嘅地方發現生物[81][82]。總括嚟講,生命-尤其係微生物-嘅適應力好犀利,好多時就算係喺地球上最惡劣嘅環境都可以生存得到,好似係壓力好勁兼冇光嘅深海,或者係極凍嘅極地冰層入面。而事實係實驗證明咗,某啲生物仲有可能喺太空嘅真空嘅環境下生存[83][84]

容忍間距

容忍間距(range of tolerance)係生態學上嘅一個概念,指一個生物物種適應自己四周圍環境嘅能力有幾勁:如果話一種生物嘅容忍間距高,即係話佢可以喺好多種唔同嘅溫度濕度壓力同埋重力環境之下生存,而如果話一種生物嘅容忍間距低,即係話佢一定要喺好特定嘅環境下先至可以生存得到;好多時,一種生物喺佢哋嘅容忍間距以外嘅環境都仲可以生存到,但係會冇咁舒服;一旦環境條件進入咗種生物嘅難忍地帶(zones of intolerance),佢哋就會生存唔到[85]

人類做例子,喺溫度上嚟講,人類一般都係喺攝氏廿度左右嗰陣會覺得最舒服嘅;攝氏 5 度嘅環境會令到一個普通人覺得冇咁舒服,不過佢仲會生存得到;而如果溫度跌到落去攝氏零下 100 度或者升到水滾嘅溫度(攝氏 100 度),嗰個人如果冇架生保護就會死得好快。「攝氏零下 100 度」同埋「攝氏 100 度」就係人類嘅難忍地帶[註 6]。同一道理,人類呢種生物對濕度同壓力等都各有一個容忍間距。一般嚟講,容忍間距愈廣嘅生物就會散播得愈廣[85]

嗜極生物

 
黃石國家公園嘅彩色嗜熱古菌;嗜熱古菌可以喺攝氏過百度嘅溫泉當中生存。
內文: 嗜極生物

嗜極生物(extremophile)係指一啲能夠喺多數生物嘅容忍間距以外嘅地方生存嘅生物,已知嘅嗜極生物冚唪唥都係微生物[86]。例如係地衣(liche)噉,有科學家試過做實驗,喺實驗室入面模擬火星嘅環境-火星平均溫度得嗰攝氏零下 60 度,而且大氣層以二氧化碳為主[87],一般嘅人類唔著太空衣難以長時間喺火星生存-不過地衣就有能力喺模擬嘅火星環境當中獨力生存成個月咁耐[88]

嗜極生物嘅一大特徵係擅長運用一啲唔尋常嘅能量來源:嗜極生物好多時可以忍受凍結、冇水、極少嘢食同埋高輻射等等絕大多數生物都頂唔順嘅嘢,而且仲有可能喺啲噉嘅環境下生存數以甚至世紀計嘅時間;一般生物之所以頂唔順呢啲環境,其中一個主因係因為呢啲環境會搞到生物做唔到「由太陽光嗰度攞能量」嘅過程-一般嘅地球植物要做光合作用,而動物就一係食植物、一係食其他動物,極低或者極高溫度、冇水同冇光都會阻礙上述生命過程嘅進行,但嗜極生物好多時都識得直接噉由火山或者輻射等嘅來源嚟攞佢哋生存要用嘅能量,呢點令到佢哋能夠喺冇水或者不見天日嘅地方生存[89]

天體生物學(astrobiology)係生物學嘅一個子領域,專門思考「一粒行星要達到乜條件先可以有生命喺上面存活」嘅問題,而天體生物學家亦好有興趣研究嗜極生物:地球以外嘅行星嘅環境同地球好唔同,好多時都好似嗜極生物嘅生存環境,例如南極嘅某啲地區溫度(以地球嚟講)極低,而且濃度高、礦物質嘅濃度低、同埋紫外光(UV)輻射勁,呢啲特性令呢啲地區嘅環境同火星表面相當似,所以如果搵到能夠喺呢種環境下生存嘅嗜極生物,科學家就可以作出「生命係有可能喺火星上存活」嘅宣稱[90][91]

地球生命起源

內文: 生命起源

地球生命史

睇埋:生命進化史

地球上嘅生命歷史極之古老。根據地質學上嘅研究,地球大約有成 45.4 億年咁古老[92][93][94],而化石等嘅證據顯示,傳統定義上嘅生命喺地球上最少經已存在咗 35 億年[95][96];目前發現咗最古老嘅生命痕跡-一啲似係生命產生出嚟嘅嘢-有成 37 億年咁古老(可以睇吓放射性定年法同相關技術)[97][98],而且某啲理論家仲推算話地球上面嘅生命有得追溯到再早些少嘅 41 至 44 億年前嗰段時期[99]生命所需嘅嗰柞化學作用甚至乎好有可能喺大爆炸(大約 138 億年前)發生咗打後冇幾耐嘅時候-即係宇宙誕生咗幾百萬年之內-就已經有喺度發生緊[100][101]

喺呢段漫長嘅時間當中,地球上嘅生命經歷過多場重大嘅變化:地球上面有數唔嗮咁多嘅生物物種;喺廿一世紀初,喺地球上生存緊嘅物種已知嘅有成大約 120 萬至到 200 萬種咁多[102]-實際上有幾多種就唔清楚,而啲估計由 800 萬種至 1 億種不等[103],而喺 2016 年 5 月做嘅研究就話估有 1 種咁多[104][105]。曾經喺地球呢粒行星上面存在過(但已經消失咗)嘅物種數量就更加多-據估計,喺地球上存在過嘅生物物種當中有 99% 嘅經已絕咗種[106][107]

地球生命史畫成時間線嘅話可以出下圖。條線上面啲數字係以「十億年」做單位嘅:

第一條生命點嚟

講解米勒-尤里實驗嘅短片(英文)
睇埋:無生源論

無生源論(abiogenesis)係生物學上嘅一套研究,專門思考「有生命嘅嘢點樣由冇生命嘅嘢變出嚟」。首先,廿一世紀初嘅生物學經已確立咗兩點:

  1. 進化、同埋
  2. 現代嘅生物係由遠古生物進化出嚟嘅。

知道咗呢兩點之後,好自然嘅一條問題就係,地球上面嘅第一條生命係由邊度嚟同埋點樣誕生嘅呢?多數相關領域嘅科學家都認為,最初嘅有機(organic)化合物係由無機(inorganic)化合物喺巧合嘅環境因素下產生嘅;例如係生物化學上好出名嘅米勒-尤里實驗(Miller–Urey experiment)噉,喺呢個實驗當中,研究者嘗試喺實驗室嗰度模擬早期地球嘅環境-即係喺一個封閉嘅容器裏面,設置一個喺化學成份上同早期地球相似嘅環境,再將溫度壓力等嘅物理特性設成同早期地球相似,而呢個實驗顯示,早期地球嘅環境的確有可能引起一啲將無機化學物變成有機化學物(例如係氨基酸)嘅化學反應[108],當中磷脂(phospholipids)喺嗰種環境下仲曉自發噉樣由磷脂雙分子層(lipid bilayers)嗰度產生出嚟-前者係細胞膜嘅基本組成部份,對於細胞嘅生存好緊要[109]

至於構成生物最重要嘅三種聚合物:DNARNA 同埋蛋白質,究竟係邊個出現先,目前科學界都仲未有一致嘅共識。不過亦有研究發現,組成 DNA 同 RNA 嘅化合物可以喺外太空環境下產生,所以啲原材料有可能係喺太空嗰度產生,再飛落地球嘅[110]

 
顯微鏡下睇到、俾研究者上咗色嘅人類染色體(chromosome);每條染色體都有一大柞 DNA。

蛋白質問題

睇埋:RNA 世界

喺廿一世紀初嘅無生源論上,「有 DNA 先定有蛋白質先」係一條受關注嘅問題:傳統定義上嘅生物冚唪唥都有能力整蛋白質-蛋白質係一大類由氨基酸組成嘅聚合物(polymer),對好多生命過程都不可或缺。而喺生物體內控制啲蛋白質嘅合成嘅就係 DNA:一條 DNA 上面嗰啲基因決定咗隻生物嘅身體會合成邊一啲種類嘅蛋白質,而唔同種嘅蛋白質整出嚟嘅結構會唔同,所以 DNA 間接決定咗隻生物嘅身體構造同特徵;另一方面,基因嘅形成又係要有蛋白質先搞得掂嘅。於是乎就有個「有 DNA 先定有蛋白質先」嘅問題,就好似詏緊「有雞先定有蛋先」噉[110][111]。廿一世紀嘅生物學目前基本上肯定,基因同蛋白質唔係獨立噉各自出現嘅[112]

為咗解決「有 DNA 先定有蛋白質先」呢條問題,英國生物學家法蘭西斯·卡里卡(Francis Crick)提出咗 RNA 世界(RNA world)嘅諗法:RNA 都係一種聚合物,喺蛋白質合成嘅過程中途會出現並且轉化做第啲嘢,最後產生蛋白質;RNA 好似 DNA 噉能夠儲起啲資訊,又好似某啲蛋白質噉能夠催化某啲化學反應(後者呢一點喺 1986 年由美國一位化學家驗證咗[113]),即係大致上可以諗成:

根據 RNA 世界論,地球上面嘅第一條生命就係建基於 RNA 嘅,而事實係有跡象顯示 RNA 世界嘅諗法真係解釋得到生命起源-細胞最緊要嗰啲部份(即係喺生命史上要最先產生出嚟嘅部份)好多都係主要,甚至完全,由 RNA 組成嘅[114]

不過呢個學說都唔係話完全冇爭詏。一方面,有生物化學等領域嘅科學家指出,RNA 嗰啲前置物(即係會做化學反應嚟產生 RNA 嘅嘢)喺化學上好穩定,所以呢啲前置物做化學反應一般都做得好慢,令到同其他有機分子比起上嚟,RNA 難啲由無機分子度合成出嚟;另一方面,有一啲實驗又做咗出嚟,顯示某啲種類嘅 RNA 分子的確有可能喺早期地球嘅環境之下產生[115]-即係撐咗 RNA 世界論[116]。總括嚟講,對於 RNA 世界嘅諗法,廿一世紀初嘅科學界仲未有完全一致嘅共識。

泛種論

 
一粒小行星;太空嗰度有好多噉嘅小行星飛嚟飛去。
內文: 泛種論

泛種論(panspermia hypothesis)係一個有關地球生命起源嘅假說。根據呢個假說,早期地球上產生有機分子嘅化合物係由外太空嗰度嚟嘅[117]

  • 喺 2011 年,美國太空總署(NASA)研究完喺地球表面上搵到嘅隕石樣本之後指出,組成 DNA 同 RNA 必要嘅嗰柞化合物能夠喺太空環境當中產生[118][119]
  • 打後喺 2015 年,美國太空總署嘅科研人員仲首次成功噉喺實驗室嘅模擬外太空環境嗰度用喺隕石入面搵到嘅化合物人工合成 DNA 同 RNA [120]
  • 天文物理學(astrophysics)等領域上嘅研究已知,呢啲充滿元素嘅化合物可以喺紅巨星或者星際塵埃同氣體雲嗰度產生,噉即係話「有機化合物喺太空當中產生,然後降落喺地球上面」係對地球生命起源嘅一個解釋[121][122]
  • 某啲好簡單好原始嘅生物-例如係某啲細菌-能夠承受人等嘅多細胞生物頂唔順嘅攝氏幾百度高溫[123],有能力喺極嚴酷嘅太空環境當中生存(雖然人等嘅多細胞生物做唔到呢樣嘢)[124]

結合呢一柞研究嘅結果:早期地球上面嗰啲 DNA 同 RNA 唔一定要係喺地球上面產生嘅;於是有科學家就諗,有生命嘅嘢(或者至少生命必要嗰啲化合物)可能係喺太空嗰度產生,然後跟手坐住啲小行星飛去一啲啱生物生存嘅行星嗰度發展[125]。再廣義化啲噉睇,宇宙當中好可能有大量帶有有機化合物嘅小行星喺太空裏面飛嚟飛去,將生命帶去宇宙嘅各個角落[117]

最終共同祖先

內文: 最終共同祖先

最終共同祖先(last universal common ancestor,LUCA)係指地球現存所有生物嘅祖先:喺進化嘅過程當中,每當有屬同一個物種嘅生物因為遷徙等嘅原因而分開,變做兩個各自生活嘅族群嗰陣時,兩個族群會開始變樣嚟適應各自嘅新生存環境;一代一代噉變吓變吓,慢慢經過幾百萬年嘅時間,兩個族群就會變到完全唔同嗮樣-唔同到冇能力同對方配種,即係形成咗兩個新嘅物種[126]。舉個例說明,蜜蜂蝴蝶飛蛾都係昆蟲,有某啲共通特徵(例如係「有六條髀」),蝴蝶同飛蛾有個共同祖先,自從呢個共同祖先之後兩種蟲就分開各自進化,變成差異大到兩者冇能力配種;另一方面,「蝴蝶同飛蛾之間嘅差異」冇「蝴蝶同蜜蜂之間嘅差異」咁大,表示蝴蝶同飛蛾嘅共同祖先冇蝴蝶同蜜蜂嘅祖先咁古老[127][128]

跟住呢一條思路嚟諗嘅話,喺現時存在嘅生物當中,如果有兩個物種佢哋有某啲相似性,噉好多時係表示佢哋喺進化史上嘅某一個時間點嗰度有個共同嘅祖先-例如係人同馬騮嘅共同祖先係遠古嘅人猿;事實係,所有已知嘅生命體都有某啲基本嘅分子機制,而喺 2016 年 6 月,有科學家發現咗有 355 個基因似乎係目前地球上嘅生物冚唪唥都具有嘅-噉即係表示呢柞基因好有可能係最終共同祖先嘅基因[129]

外星生命

 
土衞二嘅相
內文: 外星生命

根據廿一世紀初科學界嘅認知,全宇宙淨係得地球係確定咗有傳統定義上嘅生命嘅,不過有好多人都認為外星生命(extraterrestrial life)係有可能存在嘅,甚至確信地球以外有生命[130]

太陽系內

喺廿一世紀初,有好多科學家都喺度研究緊太陽系(solar system)入面第啲行星同埋佢哋啲衞星上面有冇生命存在嘅跡象,或者係有冇生命曾經存在過嘅跡象。原則上,太陽系除咗地球以外的確有一啲似係可以俾生命存在嘅地方,包括[131]

  • 火星表面底下嘅一啲空洞(火星因為缺乏磁場,所以表面受好強嘅輻射照射,不過呢啲地底空洞理論上受到岩石嘅保護,輻射會冇咁勁[132])、
  • 金星嘅大氣層上層(金星大氣層極厚,造成嚴重嘅溫室效應,所以金星表面日頭閒閒地成攝氏 400 幾度咁熱,不過大氣層上層嘅環境會好啲[133])、同埋
  • 氣體大行星-尤其係木星土星-嗰啲冰凍衞星嘅海[134][135],例如有深測器顯示,土星嘅衞星土衞二(Enceladus)似乎有內熱,即係話佢雖然離太陽遠,但有一定嘅熱能,所以表面底下有一個處於液體狀態嘅海(即係有話水),俾廿一世紀初嘅科學界認為有可能有類似地球上噉嘅生命[136]

... 等等。

太陽系外

對於太陽系以外可能存在嘅生命,廿一世紀初嘅天體生物學界都仲係處於理論階段:太陽系以外嘅恆星閒閒地都成幾光年咁遠,未有探測器可以去得到;天體生物學家一般會靠理論計算同埋望遠鏡嚟思考太陽系以外嘅生命。首先,相關領域嘅科學家可以靠觀察恆星嘅光度週期性變化嚟推測有冇行星圍住佢哋轉同埋啲行星係點嘅樣嘅,例:如果有粒恆星有行星圍住佢轉,噉由地球嘅角度睇,粒恆星實會因為週期性噉俾佢啲行星遮住咗而變暗,然後科學家就可以靠得到嘅數據估算每粒恆星有幾多粒行星圍住佢轉,以及係每粒行星離佢嗰粒恆星大約幾遠。跟手科學家可以思考每粒恆星可住帶(habitable zone)-「處於可住帶」意思即係話一粒行星離佢嗰粒恆星唔係太遠又唔係太近,所以唔會太熱或者太凍,令粒行星嘅表面可以有液態嘅水存在[137]。另一方面,又有啲科學家喺度深測地球四周圍嘅電磁波(EM waves),睇吓呢啲電磁波當中有冇啲望落似係地球人類以外嘅文明傳嘅資訊[138]

一粒行星「能唔能夠容納生命」好大程度上取決於佢嗰粒恆星嘅特徵:首先,一粒恆星嘅大細會影響佢啲行星容納生命嘅能力,大粒嘅恆星嘅可住帶會廣啲,但佢哋一般都會短命啲,搞到佢哋啲行星冇咁多時間可以進化出複雜嘅生命,而細粒嘅恆星會有相反嘅問題,佢哋長命啲,但可住帶會窄啲;因為噉,有人話好似太陽噉中等大細嘅恆星係最有可能支持到生命嘅[139]。另一方面,一粒行星能唔能夠有生命亦取決於佢粒恆星喺個星系入面嘅位置,如果粒恆星身處喺星系當中某啲化學元素多嘅地方,佢可以有行星嘅機會會大啲,而且又會少啲受到超新星(supernova)衝擊,所以支持到複雜生命嘅機會率一般都被認為會高啲[140]

德里克公式

內文: 德里克公式

德里克公式(Drake equation)係天體生物學上一條出名嘅公式,用數學方程式嘅方法概括咗呢柞因素,俾人攞嚟計地球人會接觸到有智慧外星生命嘅機會率[141][142]

 ,當中
N = 銀河系當中有可能同人通訊嘅文明嘅數量;
R = 銀河系當中恆星產生嘅率(呢個數字極大)
fp = 一粒恆星會有行星嘅機會率
ne = 每粒有行星嘅恆星平均有幾多粒能夠容納生命嘅行星
fl = 一粒能夠容納生命嘅行星有幾大機會會真係有生命出現
fi = 一粒有生命嘅行星有幾大機會會有有智能嘅生命出現,並且出現文明
fc = 一個文明有幾大機會會開發到能夠向太空傳達資訊嘅科技
L = 一個高科技文明將可探測嘅訊號傳去太空所需嘅時間

死亡

 
一對獅子喺度食緊一隻非洲水牛條屍;呢隻水牛嘅身體返咗去生物地球化學循環。
內文: 死亡

死亡(death)係指一隻生物嘅生命永久性噉終結嘅過程[143]。一隻生物可以係因為意外、衰老唔夠營養中毒、或者自殺等嘅原因而死。喺一隻生物死咗之後,佢條屍會返返去生物地球化學循環(biogeochemical cycle;指唔同物質喺地球環境當中嘅循環過程)嗰度-佢身體淨低嘅有機部份會俾一啲專食廢料嘅生物(例如係一啲會食蝴蝶)食落肚,令到佢哋身上嘅營養可以喺大自然入面循環再用,變成環境或者第啲生物個體嘅一部份[144]

定義死亡喺醫學上係一條有些少挑戰性嘅問題:定義上,死亡係「生命嘅終結」,但正如上面提咗,「生命」呢個詞要點定義已經係一個令人頭痕嘅問題,所以定義一隻生物究竟「死咗未」或者斷定佢嘅「死亡時間」亦唔係容易嘅事;例如一隻動物死嗰陣,好多時佢身體各個器官死嘅時間都唔同,例如個嘅細胞可能喺個死咗之後幾分鐘先至死得嗮[145]。一般嚟講,醫學上會用「心跳停咗」或者「個腦死咗」嚟當做由生到死之間嘅界線;但有陣時,啲腦死嘅病人又可以靠架生幫手做唞氣同心跳呢啲基本功能[143],而且廿一世紀初嘅醫學界已知有瀕死體驗(near-death experience,NDE)嘅現象-喺瀕死體驗期間,病人嘅腦部好多時經已停止運作(用腦死做死亡定義嘅話算係經已死咗),不過病人後嚟救得返,而且仲能夠正確噉描述佢「死咗」期間發生嘅事,又引起咗生物學界同醫學界對死亡嘅討論[146][147]

喺生物學以外,有好多宗教都有討論死亡呢家嘢嘅本質,尤其是人死亡嘅超自然性。有好多宗教都相信,人喺死咗之後靈魂(soul)會以某啲形式存在落去,例如係會去天堂或者地獄,又或者係會投胎轉世[148]

研究史

內文: 生物學史

古希臘

睇埋:唯物論

早喺古希臘嗰陣時,經已有哲學家喺度研究傳統定義上嘅生命,不過佢哋嘅諗法多數都唔受現代科學接納。最早期有關生命嘅理論係由唯物論(materialism)嗰度走出嚟嘅,呢種思想認為宇宙入面淨係得物質,冇靈魂呢啲非物質嘅嘢,而對於唯物論者嚟講,生命只不過係一種複雜嘅物質,而唔係乜嘢靈魂;另一方面,又有思想家唔認同呢種諗法-主流古希臘學者會喺古希臘文入面區分兩個字:一個係「ζωή」(zoe),解做「(有靈魂嘅)生命、動物」,派生英文字「zoology」(動物學);另一個係「βίος」(bios),解做「生活、生計」,派生英文「biology」(生物學)。呢個區別好影響後世西方哲學、尤其是基督教倫理對「生命」嘅睇法,將「生命」呢樣嘢分成「超越肉體嘅生命」(zoe)同埋「肉體嘅生命」(bio)兩個層次[149]

古希臘思想家又有喺度諗生命嘅組成:公元前 430 年嘅哲學家恩培多卡勒(Empedocles;希臘文:Ἐμπεδοκλῆς)提出咗個諗法,認為宇宙入面所有嘢-包括生物-都係由四種元素組成嘅:地、水、火、同埋風。佢相信世上所有嘅變化都係由呢四種元素嘅排列嚟解釋得到,而各種嘅生物就係呢四種元素以啱嘅方法溝埋一齊得出嘅結果[150];另一方面,公元前 460 年出世嘅哲學家德謨克利特(Democritus;希臘文:Δημόκριτος)就啱啱相反,認為生命嘅本質係有靈魂,主張火係同生命最有啦掕嘅元素(因為生命都係會產生熱力嘅),並且認為熱嘅原子會產生靈魂,令到啲嘢有生命[151]

公元前 322 年出世嘅希臘哲學家阿里士多德好睇重生命研究,亦都寫咗佢對生命呢個概念嘅睇法。佢提出物形論(hylomorphism),話宇宙入面所有嘢都有物質形態(form),而一件有生命嘅嘢嘅形態就係佢嘅靈魂(希臘文:ψυχή,讀做「psyche」;拉丁文:anima)。佢認為靈魂有分三種:植物嘅靈魂係最簡單嘅,呢種靈魂淨係識得做生長同埋繁殖呢啲基礎功能;而動物嘅靈魂既有呢啲功能,又曉郁同埋感受;人類獨有嘅理性靈魂(rational soul)就更上一層樓,仲有思考嘅能力同埋意識[152]。阿里士多德仲提出話物質係形態嘅必要條件:一定要有物質先至可以有形態,所以冇身體嘅嘢係唔會有靈魂嘅(但有身體唔等如會有靈魂)[153]。佢將靈魂分三種嘅做法,雖然話啱唔嗮(例如係植物其實識郁,只係郁得好慢),但係智能呢家嘢似乎真係依「植物-動物-人類」嘅次序上升。植物冇乜嘢智能可言,動物幾乎係全部都或多或少噉有啲智能,而人類就出咗名係動物之中最聰明嘅。物形論雖然喺現代學角度上啱唔晒,但仍然對後世嘅生命研究產生影響[154]

 
阿里士多德個諗頭嘅圖解;佢認為靈魂有分三種。

中世紀

羅拔虎克用嘅顯微鏡嘅設計圖
達爾文嘅相,19 世紀中影嘅;佢嘅物競天擇理論改革咗成個生物學界。

中世紀(5 至 15 世紀),生物學都仲未有大嘅進展。喺羅馬帝國冧咗之後,佢哋啲知識好多都喺歐洲失傳咗,搞到歐洲進入咗一段黑暗時代。古羅馬同古希臘嘅知識有喺近東中東嗰度留存咗落嚟-拜占庭帝國嘅人同阿拉伯人將古希臘人嗰啲醫學同生命研究著作譯做佢哋啲話,但佢哋唔多做生物方面嘅研究,只不過係後尾做到將古希臘嘅知識傳返過去歐洲。中世紀啲歐洲人將古希臘發展出嚟嘅嗰套醫術攞咗嚟用,但係好少可會質問嗰套知識或者嘗試將佢發展上去[155]。中世紀歐洲嘅大學哲學物理學等領域嘅研究有啲睇頭,但係生物學依然未有進展,事實上喺嗰時生物學連獨立嘅學科都唔係。總體嚟講,中世紀嘅人類喺生命研究方面冇乜特別嘅作為[156]

科學革命

睇埋:科學革命

生物學真正嘅開端要數 17 至 18 世紀嘅科學革命(The Scientific Revolution)時期。喺打前少少嘅文藝復興時代,歐洲人對古希臘古羅馬嘅文明同思想興趣大增,令到科學嘅火花開始喺歐洲重燃,好似係達文西噉,就成日都幫手研究人類同埋動物嘅身體,仲對解剖學做咗些少貢獻[157]。而喺 17 至 18 世紀嗰陣,歐洲仲掀起咗科學革命嘅熱潮:喺嗰個時代,有好多歐洲學者都開始嘗試用科學方法嚟研究各種大自然嘅嘢,包括咗生物。呢樣嘢令到生物學-研究生命嘅科學領域-開始萌芽。另一方面,顯微鏡嘅發明亦都令到對生命嘅理解有咗飛躍性嘅進步:英國科學家羅拔虎克(Robert Hooke)喺 1665 年出版咗《Micrographia》(粵文:微物圖誌)呢本著作,詳細噉記錄咗佢自己用顯微鏡睇到嘅各種微生物。打後少少喺 17 世紀尾,有埋荷蘭科學家列文虎克(Antoni van Leeuwenhoek)等人對顯微鏡做各種改良,歐洲人成功噉發現咗細菌同好多其他微生物。顯微鏡嘅發展,開拓咗以細胞為生物單位嘅科學認識,為現代生物學對生命嘅定義(細胞學說)奠基[158]

喺科學革命時期,學者亦都致力將已知嘅生物分類同埋改名。瑞典生物學家林奈(Carl Linnaeus)喺 1735 年提出咗佢嗰套生物分類法,跟手喺 1750 年代幫佢所知嘅生物改好嗮啲學名,呢兩樣嘢對於現代生物學嚟講都仲係好緊要,而且林奈-同好多佢同期嘅歐洲學者-發表咗好多對生物嘅諗法,當中法國數學家布豐伯爵(Comte de Buffon)甚至仲有諗過進化呢條橋。雖然林奈同布豐伯爵等學者嘅嗰柞諗法有好多都畀及後嘅科學家證實咗係錯嘅,但係佢哋啲研究依然係為現代生物奠定咗個基礎[159][160]

物種起源

內文: 物種起源

現代生物學嘅開端喺 19 世紀。嗰個時期最出名嘅要數英格蘭自然學家查理斯·達爾文(Charles Darwin),佢對進化同物種形成等現象作出咗深思,並且喺 1859 年發表咗佢嗰本好出名嘅名著《物種起源》(On the Origin of Species),提出咗物競天擇嘅諗法解釋進化嘅現象,認為無論同種定異種嘅生物都會喺個環境嗰度爭生存所需嘅資源(例如係嘢食同水),爭嬴嘅就有得生存落去,跟手就繁殖以及將自己身上嘅基因傳畀下一代,所以一個物種嘅基因庫會一代一代噉變,經過幾百萬年就會變到完全唔同咗樣[161]

達爾文個理論喺啱啱提出嚟嗰陣喺學界有唔細嘅爭詏,但最後各種嘅證據-由化石以至實驗觀察等-都係撐達爾文個諗法嘅[162]。而到咗廿一世紀,達爾文個理論已經俾科學家廣泛噉應用喺醫學同埋人工智能等嘅好多個領域嗰度(例子可以睇遺傳演算法[163]),而且喺理論上仲有新嘅發展,例如係用物競天擇嘅理論嚟解釋利他嘅行為呀噉[164]

睇埋

註釋

  1. 地球估計大約係喺 45.4 億年前形成嘅。
  2. 不過呢 355 個基因顯示,呢個最終共同祖先係一隻複雜嘅生物,所以未必係第一條生命。
  3. 不過,呢啲早期嘅物種分類法有好多問題,例如係古希臘人根本唔知有細菌呢樣嘢存在,更加唔好話識得將細菌分類。
  4. 數學上,  係指「事件   發生嘅機會率」,而   簡單啲講係指「   入面(子集)」。
  5. 雖然科學家正路唔會當地球係神噉拜。
  6. 不過某啲微生物可以喺呢啲環境下生存。

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