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重构的地球生命暨智力起源、进化、发展时间表

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发表于 2015-12-22 09:13:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
重构的地球生命暨智力起源、进化、发展时间表
王红旗(创建生物智能学、人造地形气候学、重构智库,策划山海经文化产业)

不久前笔者在互联网公开发表《生命暨智力起源诞生(微泡膜≌脑)时间表》一文,其中第9节的内容是“重构的地球生命暨智力起源诞生、进化发展时间表”。现将上述内容单独发表,欢迎有识之士商榷交流。欣赏学问,其乐无穷;探索学问,其乐无穷;创建学问,其乐无穷;商榷学问,其乐无穷!
鉴于目前学术界已有的生命起源时间表不尽如人意,笔者提出重构的生命暨智力起源诞生、进化发展时间表。
*地球形成(45-46亿年前)
*地球YTS元年(42亿年前)
地球上形成液态水,刚刚形成的液态水几乎完全是淡水或“纯净水”,水里面“干干净净”并无他物。此后,液态水强大的溶解能力,开始溶解一切可以溶解的化学元素、原子、离子、无机分子、有机分子,从此地球上的液态水不再单纯。与此同时,物理和化学进化(自组织进程)也在液态水环境展开。
有必要指出的是,地球上的某些区域出现的强电磁力或特殊强物理现象(例如雷电、陨石撞击、地震、火山等),不断造成多种多样的有机分子,并在某些地方富集起来。由于地球上的环境千差万别,地球不同地点的液态水溶解的物质成分和数量也存在着差异,在某些地方这种差异有可能越来越明显。
*地球YTS-1000万年
碳类分子(碳水化合物等)、氮类分子(甲烷等)、硫类分子(多种硫化物)、磷类分子(多种磷化物)等简单无机分子、有机分子及其离子形成,它们的数量和种类逐渐增加,在地球某种有利的液态水环境中上述化学分子的浓度或丰度得到明显增加。
*地球YTS-2000万年
在地球某种有利的液态水环境中,碳类分子、氮类分子、硫类分子、磷类分子等化学分子的浓度或丰度得到进一步增加,它们彼此之间有机会发生更多的化合作用,从而形成多种更加复杂的无机分子和有机分子,例如嘌呤、嘧啶等无机分子和有机分子的形成。
*地球YTS-3000万年
碳类分子(碳水化合物)化合形成糖类分子,糖类分子化合形成脂类分子。糖类分子和硫类分子的化合与分解,提供了能量的聚集、转移、传递。脂类分子的出现,形成了最初的大大小小的结构有差异的微泡膜。这些微泡膜的出现,有利于把碳类分子、氮类分子、硫类分子、磷类分子、糖类分子、脂类分子聚集在其膜层的内侧和外侧上,从而有助于进一步提高上述各种无机分子、有机分子的浓度或丰度,进而有利于上述各种无机分子、有机分子彼此之间发生更多的化合与分解作用,并形成更多的新的复杂的有机分子,例如多种氨基酸分子、核苷酸分子等的形成。
*地球YTS-4000万年
随着氨基酸分子在微泡膜内的种类和浓度逐渐增加,开始形成氨基酸分子群。
随着核苷酸分子在微泡膜内的种类和浓度逐渐增加,开始形成核苷酸分子群。
*地球YTS-5000万年
随着氨基酸分子在微泡膜内的种类和浓度进一步增加,氨基酸分子群逐渐进化形成氨基酸分子功能体(前蛋白质),它们包括二肽、多肽,以及若干结构相对简单的蛋白质。
随着核苷酸分子在微泡膜内的种类和浓度进一步增加,核苷酸分子群逐渐进化形成核苷酸分子功能体(前RNA),它们包括核苷酸分子链,以及若干结构相对简单的RNA。
*地球YTS-6000万年
随着糖类分子、脂类分子、简单蛋白质、简单RNA的出现,微泡膜的结构进一步复杂,其功能进一步多样化。
*地球YTS-7000万年
氨基酸分子的种类越来越多(除了可被核苷酸分子用于编码合成蛋白质的20种氨基酸分子之外,还有其他氨基酸分子),与此同时相应的蛋白质的种类也随着越来越多。其中一些蛋白质具有催化合成或分解其他化学分子的性能或功能,它们被称之为酶;还有一些蛋白质自身折叠形成特殊立体结构,并具有相应的性能或功能。
核苷酸分子链的种类越来越多,与此同时相应的RNA的种类也随着越来越多。其中一些RNA具有催化合成或分解其他化学分子的性能或功能,还有一些RNA具有信息载体性能或功能。
*地球YTS-8000万年
随着蛋白质和RNA的种类越来越多,它们催化合成、分解形成的具有特殊功能或性能的化学分子的种类和数量也越来越多。
*地球YTS-9000万年
聚集在微泡膜的膜层内外的各种无机分子、有机分子、复杂有机分子的种类和数量越来越多,微泡膜对上述不同化学分子的选择作用越来越明显(特别是对核苷酸分子、氨基酸分子的聚集)。随着这样的微泡膜越来越多,它们的聚集群体的规模也越来越庞大,从而开启“微泡膜≌脑”进化历程。在微泡膜≌脑形成的同时,前病毒也在形成过程中。
*地球YTS-1亿年
“微泡膜≌脑”进化历程,以及前病毒进化历程,可能还有膜蛋白等多种功能分子的出现,共同促成微胞膜脑的形成,而它们也是地球上最早起源诞生的生命暨智力形式。这意味着在直径仅1微米左右的微胞膜脑内,已经能够聚集数十种或者更多的基因和数十种或者更多的蛋白质;而每一个基因都是由成千上万个核苷酸分子(根据4种碱基配对规律)有序排列构建起来的,而每一个蛋白质都是由成百上千个氨基酸分子(共有20种氨基酸)有序排列构建起来的。与此同时,在直径仅1微米左右的微胞膜脑内,还要聚集起数量同样庞大的多种功能分子,例如初级功能的核糖体,它们可以被动实现基因编码合成蛋白质的工作(相当于有催化剂的随机的自组织过程形成了蛋白质)。
有必要指出的是,微胞膜脑还不是完整的生命暨智力形式,而仅仅是不完整的或有缺陷的生命暨智力形式。这是因为,完整的生命暨智力形式至少包括三大能力,即生存能力(新陈代谢)、进化能力(包括适应环境改变自身和实现期望改变自身)、繁衍能力(生命暨智力的自我复制)。对比之下,微胞膜脑只拥有简单的生存能力(达成生命暨智力运转的动态存续,实现内外物质能量交换,属于初级新陈代谢)、微弱的进化能力(拥有初步的选择能力,拥有实现期望的初步手段),但是尚不具有繁衍能力(这需要再经历长期的进化过程才能够获得)。
*地球YTS-3亿
随着微胞膜脑的出现及其数量和种类的不断增加,微胞膜脑的功能单元(膜因、基因)的种类和数量也随着越来越多,例如基因和蛋白质的数量达到上百种或者更多。其中有一些微胞膜脑由于体积过于庞大而破裂后(一分为二或一分为三),那些较大的破碎微胞膜又重新形成完整的微胞膜脑,它们既具有全套的微胞膜上的功能单元,也具有微胞膜内的全套化学功能分子,而这就意味着微胞膜脑实现了初步的自我复制。
与此同时,微胞膜脑的进化过程中,也会随机形成“坏的基因”、“坏的蛋白质”、“有害化学分子”,它们的出现乃是导致微胞膜脑破裂或解体的重要原因。随着微胞膜脑的破裂或解体,那些“坏的基因”、“坏的蛋白质”、“有害化学分子”也被释放到周边环境中,它们很可能进一步转变成为核酸病毒或蛋白质病毒。由于微胞膜脑的破裂或解体,相当于微胞膜脑这种生命体的死亡;为了避免“坏的基因”、“坏的蛋白质”、“有害化学分子”对自身的伤害,微胞膜脑有必要寻找解决办法,可行技术之一就是在自身内部构建保护机构,例如能够分解“坏的基因”、“坏的蛋白质”的酶,以及能够清除“有害化学分子”的机制,等等。
*地球YTS-6亿年
随着微胞膜脑的出现及其数量和种类的不断增加,越来越多的具有不同性能或功能的大大小小化学分子聚集在微胞膜脑的内外。其中有一些RNA分子,在微胞膜内的环境里开始越来越多促成相应蛋白质的形成,而这意味着生命暨智力正在主动尝试着构建“中心法则”(由核苷酸分子编码合成蛋白质)。与此同时,还有一些RNA分子,在微胞膜内的环境里出现了自我复制活动,由单链的RNA(核糖核酸)经过脱氧等一系列过程变成双链的dna(脱氧核糖核酸),接下来双链的DNA在相应酶的参与中又能够变成两条单链DNA,而它们各自又能够变成双链DNA,从而实现了基因的复制。与此同时,多种多样的病毒也开始出现,它们积极参与了微胞膜脑的进化历程。
*地球YTS-9亿年
叶绿体的出现使微胞膜脑实现了对光能的利用,此项生存新技术大大推动了微胞膜脑的进化速度。随着拥有叶绿体的微胞膜脑越来越多,大气和水体中的二氧化碳被合成为碳水化合物,并释放出氧气。此后,随着空气中的氧气浓度的不断增加(时间跨度在数亿年之久),越来越多的微胞膜脑开始主动适应这种全新的生存环境(相当于主动进化),并尝试着对氧元素更多的利用,而这意味着微胞膜脑开始尝试着构建“逆中心法则”;亦即用虚拟蛋白的氨基酸分子序列逆向设计制造相应的核苷酸分子序列(新基因或新基因组),然后用上述基因编码合成相应的新蛋白质或新蛋白质组,再由新蛋白质或新蛋白质组实现生命智力期望的效应或功能。
此外,在没有阳光的环境里,单细胞生物掌握了利用磷化物获得能量的技术。例如,在加拿大富含硫化物(硫化氢、硫酸)的洞穴深处,探险者在那里发现了相当原始的单细胞生物鼻涕菌、粘液球菌。
*地球YTS-12亿年
功能齐备的单细胞生物原核细胞出现,它们拥有完整的生存能力:新陈代谢、进化、繁衍。
*地球YTS-16亿年
结构及其功能进一步复杂的单细胞生物真核细胞出现。
*地球YTS-32亿年
多细胞生物之所以能够形成,乃是因为单细胞生物智力系统设计制造出来全新的细胞膜网络生命智力系统,而这需要经历极其漫长的过程。
多细胞生物出现,这意味着生命暨智力系统掌握了设置膜因开关和基因开关及其进行复杂管理操作的全新的生存技术,从而可以实现细胞分工以及组织和器官的构建,并获得相应的全新的生存方式和生存欲求。
与此同时,多细胞生物的出现还标志着生命智力系统掌握了有性繁殖技术,这涉及到雌细胞和雄细胞的构建,以及精子与卵子彼此相遇并实现受精的机制。值得注意的是,生命智力系统在设计制造、构建、使用有性繁殖生存技术的过程中,仍然长期保留着无性繁殖技术,从而形成无性繁殖、有性繁殖并存的局面,而这正是生物进化过程经常使用的“双轨并存或多轨并存”方案,笔者将其命名为“生物进化的多轨并用法”。
值得注意的是,单细胞生物通过遗传能够同时实现其生命的复制和智力的复制。对比之下,多细胞生物的细胞膜网络生命智力系统不能够直接通过遗传实现复制,而是必须经过一个复杂的重建过程,这个重建过程就是从受精卵到胚胎到新生命的发育全过程。上述智力重建过程,往往涉及到学习、适应、进化、发展等一系列智力行为,显然仅仅用“本能”来予以解释是远远不够的。
对于多细胞动物来说,则意味着从细胞膜网络生命智力系统中设计制造并进化形成了全新的神经元生命智力系统;而神经元生命智力系统也不能够直接通过遗传实现复制,而是必须经过一个复杂的重建过程,这个重建过程从胚胎发育初期就已经开始了,而且一直持续到新生命诞生后的成长过程。一般来说,越是高等动物其神经元生命智力系统的重建过程越需要较长的时间。
*地球YTS-36.5亿年
动物生命智力系统(经络脑)实现了对钙元素的利用,从此动物拥有了“白垩质骨骼”(例如海星、海胆等棘皮动物),其主要成分是在蛋白质中的结晶钙(碳酸钙、磷酸钙),以及碳酸镁、硅酸盐等。在此之前,动物生命智力系统已经实现了对“水质骨骼”的利用(例如水母),其工作原理与机械液压系统类似(中国功夫里的硬气功很可能也是利用的“水质骨骼”原理)。在此之后,动物生命智力系统又设计制造出“骨质骨骼”(例如脊椎动物,其主要成分是胶原蛋白、磷酸钙,以及碳水化合物、盐类)和“角质骨骼”(例如昆虫等节肢动物,其主要成分是由多糖构建的几丁质)。
*地球YTS-41亿年
某些冷血变温爬行动物开始掌握热血恒温技术,它们此后分别进化成为鸟类动物和哺乳类动物。
*地球YTS-41亿9800万年(200万年前)
人类诞生,其主要标志是从神经元生命智力系统中发展形成功能更强大的大脑思维生命智力系统,其典型里程碑事件乃是实现了对火的使用;正是这种全新的生存技术深刻改变了人类的生存方式,并发展出更多的生存欲求。最早有条件使用火的地方,可能是居住在那些长期、稳定、温和喷发的小型火山周边地区的直立猿;那里的直立猿由于对火比较熟悉而不再惧怕火,而且还能够捡到误入火山而被烤熟的动物,久而久之终于有一个或几个勇敢的聪明的直立猿,用树枝从火山熔岩上取到火种并带回栖息的洞穴,从这一刻起这一群直立猿就变成了直立人。
人类的大脑思维生命智力系统同样不能够经由遗传机制实现复制,而是必须经过一个复杂的重建过程,这个重建过程从胚胎发育初期就已经开始了,而且一直持续到新生命诞生后的成长全过程。人类比其他动物拥有的一个突出优势在于,人类的大脑思维生命智力系统构建形成极其复杂丰富的符号信息系统(包括语言、图符、文字等),从而能够用信息重构自然,并通过信息处理预演自然万物的变化,更好地适应环境和改变环境。
*地球YTS-41亿9999万年(1万年前)
人类社会文明进入智力全面暴涨期,农业、手工业、商业、文化艺术、符号文字等出现前所未有的全方位发展。
*地球YTS-41亿9999.99万年(100年前)
非细胞生命或非细胞智力进入起源诞生期,其标志是智能计算机、智能机器人的形成与进展。如果人类大脑思维生命智力系统设计制造的非细胞生命暨非细胞智力(独立自主智能机器人)一旦成功,则将意味着生命暨智力可以摆脱液态水环境的束缚,从而可以在更广阔的宇宙时空展现其才华。与此同时不能排除其他星体上可能已经出现了非细胞生命暨非细胞智力,而这就意味着那些即使没有液态水的星体,也可能存在着生命智力。或许人类翱翔宇宙的梦想,要由人类设计制造的独立自主智能机器人来实现。

由于众所共知的原因,本文所列“重构的地球生命暨智力起源诞生、进化发展时间表”仅是估算值,而且只是粗线条框架;尽管如此,笔者相信随着科学技术的进展,上述数值及其内容将越来越准确和越来越丰富。例如,生命智力掌握运动技术的时间。又如,生命智力如何实现对光的感知、对温度的感知、对酸碱度的感知、对重力的感知、对磁场的感知。再如,生命智力何时实现对铁元素结合氧分子的利用(涉及到血红蛋白等多种功能分子及其相应基因组的出现),以及生命拥有血液并逐渐发展出心血管系统的过程。为此笔者曾经撰写《物种进化的实质是生命自主生存技术创新》等文,并对生物生存技术进化发展时间表进行过初步的描述。

KX70-7000《重构的地球生命暨智力起源、进化、发展时间表》151222
本文收入《重构(王红旗)文集》之《重构2015进展》。
重构智库电话010-51843850 信箱jdtdshj@163.com

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