互动科普

生物体的自我复制—繁殖后代

狗每胎一般产仔10只左右；翻车鱼具有超强的生殖力，一次可产卵几亿粒，堪称海洋中最会生产的鱼；蒲公英的种子带着绒毛，宛如小小的降落伞，随风飘扬，落地生根；青霉则依靠孢子进行生殖。总而言之，任何一个生物体都会以自己特有的方式繁殖后代从而延续生命。

繁殖是所有生命都有的基本现象之一。其中最重要的一点是，子代与亲代在形态构造、生理机能上非常相似。俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”，亲代将自己的特征传递给子代，繁殖出与自己性状相似的后代，这就是遗传。

繁殖是在细胞分裂的基础上进行的，一个细胞分裂成两个细胞，最终形成两个相同的个体。细菌和原生生物（阿米巴原虫等）属于单细胞生物，由单个细胞组成，全部生命活动在一个细胞内完成。单细胞生物的细胞分裂，意味着个体数量的增多。

多细胞生物，则是指由多个分化的细胞组成的生物体，其分化的细胞各有不同的、专门的功能。多细胞生物繁殖后代的机制远比单细胞生物复杂，其生命开始于一个细胞—由卵子和精子等生殖细胞形成的受精卵，经过细胞分裂和分化，最后发育成新个体，从而成功繁衍出与自己性状相似的后代。

细胞成倍增长

图片描述了因细胞分裂而不断增多的阿米巴原虫（原生生物）。1个细胞分裂为2个，2个分裂为4个，4个分裂为8个，细胞数目成倍地增加。细胞中的遗传信息（DNA）等物质自我复制，并分配到分裂后的两个细胞中。虽然图片描绘的是单细胞生物，但是，不管多么复杂的多细胞生物，它的细胞分裂原理与单细胞生物基本相同。

地球上所有的生物都是由细胞组成的

在前面的文章中，我们列举了生物的基本特征，例如，生物体都有“应激性”，都从“外界摄取营养”，都是“内外有别”，都能“繁殖出与自己性状相似的后代”等等。但是，如果仅仅满足其中的一点，还不能称为生物。例如，自动感应门，当感应到有人靠近时，它就会打开。虽然它对来自外界的刺激做出了反应，但是，没有一个人会认为自动感应门是生物。

那么，如果一个物体具备了上述全部特征的话，就能认定它是生物吗？这一点肯定没错。换句话说，生物体是指“具有内外之分，能回应刺激，能从外界摄取营养，能进行自我复制，繁殖出与自己相似的后代”的物质系统。

细胞是生物界中不可缺少的一部分，不管是细菌，还是植物或动物，地球上所有的生物都是由细胞组成的。细胞是生命体结构和功能的基本单位，是使得上述特征得以实现的“幕后功臣”。自17世纪60年代英国科学家罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635～1703）发现细胞以后，直到19世纪初，科学家才意识到所有的生物都是由细胞组成的。

机器人、病毒以及地球都不是由细胞组成的，因此不是生物。植物的种子是由细胞组成的，只要环境条件适当就会发芽，满足生物必须具备的所有特征，因此是生物。精子和皮肤细胞虽然是由细胞组成的，但是无法单独从外界摄取营养，因此很难被认定为独立的生物。其实，科学界对生物与非生物的界限也是众说纷纭，没有定论。

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）