世界上最大的膜

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站在月亮上远望地球，让人惊讶得敛声屏气的事儿是，它活着。从照片上看，近景中干燥的、备受击打的月球表面，死沉沉如枯骨。高高地漂浮于天际，那正在升起的地球外面，包着一层湿润的、发光的、由蓝天构成的膜。在茫茫宇宙的这一方，惟有它，才是生机四溢的活物。假如你能看上足够长的时间，你会看到大块盘旋的白云半掩着陆地，陆地隐现于白云之中。假如你能看到从很远古的地质纪年的演化，你就会看到大陆本身也在移动，看到它们在地火的推动下，在地壳的板块上漂移。看上去，地球就是一个有组织的、自成一体的生物，满载着信息，以令人叹羡的技巧利用着太阳。

在生物学上，从无序中理出秩序的，是膜。你须能获取并抓住能量，贮存起准确的需要量，然后再把它均衡地释放出来。细胞会这样做，它里面的细胞器也会这样做。每一个生命集合都在太阳能的粒子流中摇摆不定，从太阳的代谢物中攫取着能量。为了活着，你必须能够跟平衡抗争，能够保持不平衡，积聚能量以抵抗熵的增加。在我们这样的世界上，只有膜才能处理这样的事务。

地球活起来之后，它就开始构造自己的膜，其基本的目的就是处理太阳能。起初，在地球上由水中的无机成分合成肽与核苷酸的前生物期，除水以外再没有什么东西来遮挡紫外线的辐射。最初的稀薄大气直接来自地球慢慢冷却时的排气过程，其中只有丝丝缕缕的几乎察觉不到的氧气。氧的制造需等待光合细胞的出现。它们生存的环境必须有充足的可见光以便进行光合作用，同时又必须遮蔽，不受那致命的紫外线的照射。伯克纳和马歇尔推算出，绿色细胞必须生存在约十米深的水下，很可能是在水塘里，这些地方水比较浅，没有很强的对流（海洋不可能是生命的起源）。

你可以说，向大气释放氧气是进化的结果。你也可以反过来说，进化乃是有了氧气的结果。你怎么说都通。一旦光合细胞——很可能相当于今天的蓝绿藻——出现，未来的地球呼吸机制就形成了。从前，大气中氧的水平增高到今天氧气浓度的百分之一时，地球上的厌氧生物便受到了威胁，下一步，不可避免地要出现带有氧化系统和ATP（三磷酸腺苷）的突变型。有了这些，我们来到了一个爆炸性发展的阶段，千万种会呼吸的生命，包括多细胞的生命形式就可以滋生繁衍了。

还有一件事说明我们极其有福。氧气吸收的，正是紫外线光谱带中对核酸和蛋白质最具杀伤作用的部分，而同时它又允许光合作用所需的可见光充分通过。如果不是氧气的这种半透性，我们不会这样进化起来。

从某种意义上说，地球也呼吸。伯克纳提出，氧气的生产和二氧化碳的消费，也许存在一个循环的过程，这个循环有赖于地球上动植物的相对繁盛，而几次冰期则代表呼吸的暂停。植物的过分繁茂可能曾使氧的水平高于今天的浓度，于是相应地引起二氧化碳的耗竭。二氧化碳含量的下降可能损坏了大气层的“温室效应”。二氧化碳温室效应为大气层保持着来自太阳的热量，温室损坏，热量就从地表辐射散失。气温的下降又反过来抑制了很大部分生物的生长。一阵长长的叹息，氧的水平可能下降了百分之九十。伯克纳推测，这就是使大型爬行类动物所遭到的灾难。它们的块头在一个含氧丰富的大气环境中还不成问题，但此时它们遭到了氧气耗尽的厄运。

现在，我们有离地球表面三十英里处的一层薄薄的臭氧层。它保护我们不受致命的紫外线的损害。我们很安全，通风良好，安然无恙。我们应该称颂现在这样子的天空：就它的大小，就它功能的完美，它都是自然界万物之中最伟大的、无与伦比的协作成果。

它为我们而呼吸。它还为我们的欢乐保护着我们。每天都有几百万个陨星落入这层膜的外层，由于摩擦它们被化为乌有。没有这层屏障，我们地球的表面早就会象月球表面一样，在流星的轰击下化为齑粉。尽管我们的感受器还没有灵敏到听见那轰击，但我们还是感觉到了，我们会感到安慰：那声音就在我们头顶上，就像万点夜雨敲打着屋顶。

摘编自《细胞生命的礼赞》（有删减）（湖南科学技术出版社出版）