互动科普

所有的生物都有DNA

遗传物质是生物用来储存遗传信息的物质。目前已知的所有生物都以DNA（脱氧核糖核酸）为遗传物质。可以说，“具有DNA”也是地球生物的共同特征之一。

DNA分子是一种长链聚合物，组成单位是核苷酸。核苷酸中含有4种碱基，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。碱基严格遵循互补配对原则，A一定与T配对，G一定与C配对，因此，碱基的排列顺序中蕴藏着遗传信息。DNA分子由两条长链构成骨架，通过碱基对结合在一起，就像梯子一样，反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。

不管是大肠杆菌还是人类，所有的生物体都拥有相同的DNA构造。但是，DNA分子链的长度则因生物种类不同而异，差别很大。

进化是生物最重要的特征之一

美丽的地球上栖息繁衍着千姿百态的生物。自从地球诞生了最原始的生命以来，从简单到复杂，从低级到高级，在漫长的过程中最终进化出了人类这一近乎完美的物种。进化是指生物个体或种群的特性在漫长的过程中不断演变的现象。

对极限环境下生活的生物进行过长期研究的专家介绍说：“进化是生物最重要的特征之一，它跨越了漫长的时光，没有人能直接确认进化的过程。但是，我们可以根据化石或基因的分析结果来验证生物的进化过程，这是确凿无疑的。”

生物能繁殖出与自己性状相似的后代。这都是遗传的功劳，因为亲代把记录自己遗传信息的DNA准确地复制下来并传给了后代，后代才表现出与亲代相似的性状。但是，亲代并不能把DNA丝毫不差地传给后代，有时会出现极其微小的变异，而这小小的变异正是推动生物进化的原动力。

在DNA的复制过程中，有时会出现“复制错误”，或者受紫外线影响，导致DNA部分受损而发生变异。假如DNA变异传给子代的话，子代就会拥有与亲代不同的DNA。随着世代繁殖，变异会逐代累积，并在生物种群中逐渐扩散，最终产生与原有物种性状不同的新物种，这就是进化。英国博物学家查尔斯·达尔文（1809～1882）是进化论的奠基人，他于19世纪中叶最早提出了以自然选择为核心的生物进化学说。

象类的进化

图片描绘了象类的进化过程。进化顺序从左到右，象的体型越来越大，鼻子也越来越长。最早的象类（最左侧）出现在大约5500万年前。

是否存在地球之外的生命？

地球上所有的生物都是由细胞组成的。细胞是生命活动的基本单位，内侧紧贴着一层由脂质组成的薄膜—细胞膜，细胞内充满了水，并含有各种蛋白质和遗传物质DNA。从外界摄取营养并转化为自身物质和维持生命活动的能量，能通过自我复制繁殖后代等等是生命的共同特征。但是，严格地说，这些特征只不过是地球生物的特征，完全是在地球重力和温度、地球空气等这一特定环境中进化而来的。

以什么为线索来寻找地外生命呢?

假设在地球之外也存在生命的话，即便它们由与地球生物截然不同的物质组成，具有与地球生物完全不同的特征，也不足为奇。从理论上来说，地外生命或许不增殖，或许没有细胞膜。但可以肯定地说，它们不可能不进行代谢活动。

到底应该以什么为线索来寻找地外生命呢？非常遗憾，科学界也不知道可以适用于地外生命的、普遍性的生物条件是什么。说到底，终归还是要以地球生物为线索来寻找地外生命，除此之外别无他法。

首先，借助于探测器来找到有机物是寻找地外生命最现实的方法。有机物是指含碳化合物，包括碳氢化合物及氨基酸等等，是构成地球生物的主要材料，是生命诞生的物质基础。

研究发现，火星是除地球之外最有可能存在生命的星球。多年来，科学家一直在致力于寻找火星生命。现在，NASA（美国宇航局）发射的火星探测车好奇号正在火星上努力寻找着生命证据—有机物。可是，即便好奇号在火星上找到了有机物，也只不过是显示生命存在的间接证据，并不意味着找到了生命。归根到底，要想证明生命存在，就必须找到进行新陈代谢和繁殖等生命活动的直接证据。美国和日本等国家计划今后继续发射新一代火星探测车，进一步寻找生命证据。也许在不久的将来，我们就会收到“在火星上发现了生命！”这一具有历史意义的令人万分惊喜的好消息。

除了火星，其他星球是否也存在生命呢？

宜居带（habitable-zone）是最有可能存在生命的地方，在这一个范围内水能够以液态形式存在于行星表面。至少对地球上的生物来说，水是生命之源，是支持生命存在的重要物质。

在太阳系八大行星中，只有地球和火星位于宜居带之内。但是，越来越多的迹象表明，在木星的冰冻卫星—欧罗巴（木卫二）表面厚厚的冰层之下，存在着液态水。据此，科学家认为，在欧罗巴的冰冻“海洋”中很有可能存在着某种生命形态。

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）