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第二章生命中的量子特征

在生命演变过程中，生命来源之谜一直成为重要的研究对象，比如生命来源于太空彗星、陨石，还是外星文明，或者是地球生命的自我演化，都需要有充足的证据。事实上，生命来源应该是多方式的。生命在极端环境下的表现，证明了量子领域参与了生命的保持与演化。在物质向生命演化过程中存在很多的疑问，需要更多的证据来解释生命的诞生以及与物质的联系。生命在极端环境中，比如太空、地下、海底、过热、过冷、干旱、含盐量多的湖泊中生存，甚至有的跨越几十万年照样能够复活。这种极端环境下，生物所保持的生命密码，也必然会在原子层面里得到印证。科学家在海洋地壳的最深层发现了一个全新生态系统，这是首次在地壳辉长岩层发现细菌。这项发现暗示生命可能存在于地球更深处，甚至是地幔。科学家们经过研究发现，碳循环甚至可以深达地下700公里深处。

我们所生活着的地球，“生命无所不在”这一观点已一次次得到证实。无论是在温度极高的火山口附近，还是在南极洲异常寒冷的冰天雪地中，无论是在太空边缘，还是在深深的在地下，科学家们都发现了生命的存在。人们也一直把目光投向地球之外的宇宙，去寻找那些“隐藏最深”的生命。下面的这些例子，正是通过生命在极端环境下的存在，来证明生命在宇宙中普遍存在的可能。而极端下的生命现象，也表明了生命深层次中量子的作用。

试管婴儿是一种辅助生育，为了保持成功几率，就会多些“备选胚胎”，而产生的“备选胚胎”绝大多数被冷冻起来。保存剩余胚胎的作用在于，可以将冷冻胚胎解冻后再次进行胚胎移植，这些“备选胚胎”大多保存在相关医院的“辅助生殖技术实验室”。在这些房间里，胚胎被在-196℃的液氮保存，并被冰封在一排半米多高的白色大罐子中，这就是“生命的种子”休眠的“冰箱”，在这个温度下冻存胚胎和卵子，理论上能保存十年，这种方法降温速度快，冷冻后的胚胎像玻璃一样透明清澈，即“玻璃化”冷冻。传统的慢速冷冻胚胎的复苏率只有70%，而玻璃化冷冻复苏概率达到了90%以上，同期的胚胎，在在-196℃的情况下，胚胎的代谢几乎处于静止状态。只要解冻后胚胎质量合格，就能移植进母体。解冻越早，胚胎质量越好。

我们不禁要问，被冷冻到“玻璃化”状态的胚胎，是生命吗？如果不是，那是物质吗，如果是物质，解冻后如何变成生命的呢？回答是与否的问题，确实是当今世界最大的哲学问题！这需要生物学、物理学、实验，来进行综合系统的回答，我们可以从两个角度思考，来回答在下面例子中会发现很多极端下的生命现象，也包括对所有生命现象的探索。这两个角度是：一，生命隐藏于量子中吗？

二，生命来源于量子的有机结构吗？这个答案会贯穿于本书之中，也会在第三章找到科学的量子逻辑。

第一节

生命极端环境下的量子特征

被封存亿万年的生命意识

大自然总是呈现出奇特的一面。目前地球上最大的植物应是美国加利福尼亚红杉国家公园中一棵绰号“谢尔曼将军”的巨大美洲杉，它的树干体积约有1500立方米。地球上最高的树同样生长在美国加利福尼亚州，这棵绰号“亥伯龙神”

的红杉高达115米，此前地球上只有另一棵已经倒掉的桉树的高度曾经超过它。那棵名叫“罗宾逊”的桉树曾经长在澳大利亚维多利亚省的波波山，它在1889年被人发现时，高度达到143米。专家相信，从理论上说这几乎是一棵树木能够长到的极限高度，因为再高的话，高处的树叶就很难通过毛细管作用从根部往上吸水。

寿命似乎是生命的一种追求，尤其对人来说，但是聪明的人类似乎总是在某一方面斗不过一些生物的。地球最大的有机生物体是美国俄勒冈州马胡尔国家公园中一种绰号“巨型蘑菇”的蜜环菌，这个学名为奥氏蜜环菌的巨型真菌是在1998年被发现的，它占地965公顷，至少相当于1350个标准足球场。科学家猜测，它的实际年龄可能高达8650岁，所以它也可能是地球上最老的生物之一。地球上最老的树是一棵绰号“普罗米修斯”的美国狐尾松，它在1964年倒下前，估计已有5000岁。

乌龟的寿命可以达到几百年，弓头鲸能存活几个世纪，2007年一些阿拉斯加渔民杀死了一只鲸鱼，在它体内惊奇的发现了另一个年代的手工制品。这只鲸鱼至少生活了117年。龙虾不会变老，只会变大，根据《吉尼斯世界纪录》记载，人们在1977年曾经捕获一只19。95公斤的龙虾，1926年在缅因州曾经捕获一只23。36公斤的龙虾，人们不知道这些龙虾真正的寿命是多少。

与龙虾一样，蛤蚌寿命非常长，年龄越大，体现就越大。它们惊人的长寿与“缓慢的细胞复制过程”有关，这些蛤蚌一旦到性成熟期，它们体内的酶就会在大约150年内保持稳定。

硅质海绵拥有僵硬的骨骼，这些生物估计能够存活长达1。5万年，这就使它们成为地球上最古老的活体动物。

说到生命的寿命能保持多久的问题，2013年5月，来自阿尔伯塔大学eLaFarge博士等，在加拿大北极高地的泪滴冰川附近探索时获得了样本。400年前的苔藓植物样本已经在实验室条件下开始“复活”，揭示了生态系统如何从长期的冰川覆盖中恢复过来。

2012年2月，俄罗斯考古学家在西伯利亚科雷马河的永冻层发现了冰冻了30000年的种子，科学家竟然把它复活了。俄细胞生物物理研究院的团队用这枚种子种出了一棵水果树苗，创下复活最古老植物种子的纪录。

一开始科学家将其中一颗种子带回实验室，企图让它发芽，结果失败了，后来科学家利用水果中一种“胎盘组织”成份，在培养皿中成功令这枚已经封冻了30000年的种子复活。英国千年种子银行的专家说，这是验证高等植物生命“韧性”之强最“极端”的例子。

对于细菌来说，似乎在生命耐力方面总是比植物能获得更长的寿命，比如科学家在美国加利福尼亚州沙漠死亡谷地下盐晶体中微小的**腔里，发现34000年前仍然存活的远古细菌。负责该研究的美国夏威夷大学副教授布赖恩-舒伯特（Bria）说：“这是一项令人非常惊讶的重大发现！它们仍存活着，但它们已不使用任何能量游动，不具有繁殖生育能力。它们除了维持生存之外再不做任何事情。”他指出，这种细菌将收缩变小，并处于冬眠状态。它们之所以能够在34000万年中存活下来是由于它们依赖于一种水藻提供食物。纽约宾汉姆顿大学地质系蒂姆-洛文斯廷（TimLowenstein）教授称，这项研究表明此类现象也存在于现代盐湖，这些细菌永久性地密封在盐晶体中，就像被保存在时间舱里。

据英国《新科学家》文章研究，一个有哥本哈根大学教授埃斯科·韦勒斯利领导的小组，在俄罗斯西伯利亚地区永久冻结带的一个地下10米深冰芯中，发现了一种含有活性DNA的古老细菌，DNA分析结果显示它们的年龄在40万岁到60万岁之间。

科学家早就知道，随着时间的流逝，所有的活细胞最终都会消亡，DNA也会碎成片段。但是研究人员所收集到的一些细胞DNA却能在很长时间内保持完好，证明这些细胞能更好地延迟老化和死亡过程，甚至有些有机体还具有再生能力，可以修复损伤的细胞。

大多数科学家认为除了地球，太阳系的其他行星没有生命存在，但是这次发现的微生物却能在如此恶劣的环境下存活如此长的时间，而火星上温度更低、更稳定，因此这类生命可能更适合在火星上存活。

另一些研究人员在美国加利福尼亚死亡谷地底下发现了一种远古细菌，它们在过去34000年中仅仅以藻类的几个细胞为生。这种细菌非常微小，长度大约只有1微米，呈现假死状态，除了吸吮藻类的营养外，它们几乎停止了所有的活动。它们靠吸吮藻类的营养来修复自己慢慢损坏的DNA。一个小小的藻类细胞就足够维持古菌生存长达1200万年。

早在20世纪90年代，人们便已经知道，某些微生物可以在海底沉积物中存活数百万年，该取样地点都位于北太平洋环流覆盖下方洋底以下数十米深处的淤泥沉积物中。

2012年5月，丹麦奥胡斯大学的汉斯·罗伊领导的小组发现了深埋在海底下长达8600万年之久的一个细菌菌落仍然存活着。由于这些微生物生存的环境极端贫瘠，其繁殖也相应地变得极端缓慢，这和其他种类的细菌DNA非常不同，很多细菌体在短短几天之内就能从一个分裂成数百万个，但是这些细菌大约每数百年至数千年才繁殖一次。

Bdelloids是一种生活在淡水中的微生物，离开水也能存活几年时间，它们8000万年都不会进行**。许多科学家都认为一个物种通过无性繁殖无法存活很长时间，科学家们发现它们是一种“遗传嵌合体”，一只Bdelloids就拥有500多个不同物种的DNA。很显然，它们从周围找到外来的DNA并且连接到它们自己的DNA上。

研究人员培养激活了4千万年前密闭在琥珀中蜜蜂体内的细菌后，又有人在2。5亿年前的结晶盐中找到了处于假死状态的细菌。而美国佐治亚理工学院实验室在一项实验中成功复活5亿年前“细菌”。研究人员将5亿年前细菌基因注入现代大肠杆菌中，这种“弗兰肯斯坦”类型基因能够顽强地存活下来，目前该嵌合体大肠杆菌现已繁衍了1000多代。

科学家希望发现这种“远古”细菌是否能够延续古老基因方式进化，或者出现新的生物体进化方式。美国宇航局天体生物学博士后贝图尔-卡卡尔（BetulKacar）说：“这非常像倒回和重播生命分子录音带，实验中的新型嵌合体细胞能够快速突变，一些细菌比现代基因更加强壮和健康。”基于这种现代细胞体可以从现代生物体中观察远古基因，从而让我们分析远古进化轨迹是否能够重复进行，或者生命体是否能够适应不同的进化路径。卡卡尔说：“这种已改变的生物体并不是完全健康体，或者适应于现代进化方式，至少在研究初期是这样的。这种发生基因改变的生物体在未来的突变进化中将逐渐适应环境。到目前为止这些远古基因尚未进化突变，而是这种嵌合体细菌发现一种新的进化轨迹来增强适应性。

长生不老是自古以来人们的梦想，但在海洋中的灯塔水母却实现了这种愿望，具有“返老还童”的能力，可以说掌握着永生不死的奥秘。

灯塔水母长约4~5毫米。通常情况下，水母繁殖完下一代后就会死亡，但灯塔水母性成熟之后却可以“返老还童”，重新回到幼虫状态，然后继续成长，开始另一次生命历程。从理论上来说，灯塔水母可以无限制地进行这种“返老还童”的循环周期，从而达到永生不死的状态。

极端冷热下的生命

北极生活着能抵御寒冷的北极熊，他们会在冬天冬眠来抵御过度的寒冷。

很多生物会选择利用低温冬眠来减少能量的消耗，用延迟生活节奏的方法抵御寒冬，根据最新研究，人似乎也存在这种冬眠机制。加拿大埃尔斯米尔岛的灯蛾毛虫堪称是地球上最极端的耐寒动物之一，能在-70℃的低温状态下冬眠，即使它们的血液和任何其他细胞外**都处于结冰状态，仍能存活下来。灯蛾毛虫能够产生抗冻剂来保护身体最重要的部分，在极寒的环境中，它们可以任由自身细胞的细胞浆结成冰，但却