问题

什么是单一生物体?

回答
在我们探索生命奥秘的旅途中,常常会遇到一些看起来简单到极致的概念,但它们却是构成我们所见万物的基石。今天,我们就来聊聊一个这样的概念——“单一生物体”,或者更通俗地说,一个独立存在的生命个体。

想象一下,你正走在一条宁静的森林小径上。你看到的每一棵树,无论它多么高大挺拔,多么枝繁叶茂,都是一个独立的生命。同样,在你脚边匆匆爬过的一只蚂蚁,在空中自由翱翔的一只鸟,甚至是你手中握着的、可能让你觉得微不足道的一片草叶,它们各自都是一个“单一生物体”。

那么,究竟是什么让一个生命体被称为“单一生物体”呢?

首先,它具备了生命最基本、也是最核心的特征。这意味着它能够自主地进行新陈代谢,也就是吸收外界的物质和能量,将其转化为自身活动的动力,同时排出废物。就像一棵树需要阳光、水分和土壤中的养分来生长,一只蚂蚁需要寻找食物来维持生命一样,这种物质和能量的交换是维持生命活动的根本。

其次,单一生物体拥有一个清晰的边界,将它与周围的环境区分开来。这个边界可能是细胞膜,对于我们这样复杂的生物来说,更是一个完整的、有皮肤包裹的身体。这个边界不仅保护着内部的生命系统免受外界的干扰,也是它与环境进行物质交换的界面。它不是随便散落在空气中的分子组合,而是一个有组织、有结构的生命单元。

最重要的一点,也是区分“单一生物体”与生命“集合体”的关键在于,它拥有独立繁殖和遗传的能力。一个单一生物体,无论是通过有性繁殖还是无性繁殖,都能够产生后代,并且将自己的遗传信息传递下去。这意味着它不是一个被动接受指令的组件,而是拥有自我复制和进化的潜能。比如,一朵花能通过种子繁衍出下一代的花,一只兔子能生下小兔子,这些都是它们作为单一生物体的证明。

当然,当我们谈论单一生物体时,我们也要理解生命形式的多样性。从结构上来说,有些单一生物体非常简单,比如单细胞生物,像细菌和变形虫。它们只有一个细胞,但这个细胞就包含了所有生命活动所需的机制,独立地完成生存、繁殖等一切生命过程。它们是地球上最早出现的生命形式之一,至今仍在以惊人的数量和活力存在着。

而对于我们人类,或者像一棵树、一只狗这样的多细胞生物来说,我们是由无数个细胞组成的复杂系统。但即便如此,这些细胞协同工作,形成了一个整体,这个整体作为一个统一的单元,具备了独立生存和繁殖的能力,所以我们依然被称为单一生物体。在这种情况下,我们体内的每一个细胞,虽然有特定的功能,但它们是为了整个身体的生存和繁衍而服务的,它们本身并没有独立的生命能力。

从功能上来说,单一生物体通常意味着它是一个完整的、功能齐全的生命单位。它拥有感知环境、做出反应的能力,虽然反应的复杂程度各不相同。比如,植物会向光生长,动物会逃避危险,这些都是它们与环境互动的方式。

理解“单一生物体”这个概念,不仅仅是认识生物学的基本单元,它也让我们更加清晰地认识到生命体的独立性和复杂性。每一个生命,无论大小,无论形式,都在以自己独特的方式存在着,参与着这个星球的生命循环。它们是独立存在的生命个体,拥有自主性、生殖能力和遗传信息,构成了我们所见的生机勃勃的世界。当我们下次再看到一片叶子、一只虫子,不妨多想一想,它们也是一个完整的、独一无二的生命个体,正在经历着属于自己的生命旅程。

网友意见

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“单一生物体”指个体,是与“群体”相对的概念。

假如你是人的话,大抵可以感觉到自己是一个独立的个体,你跟隔壁老王、楼下的小孩、电视上的播音员之类不是同一个人。

题目谈到的巨杉是在单一树干的现存植物里树干体格最大的“雪曼将军树”,高 83.8 米,基部直径 11.1 米,1985 年测算估计其体积约 1487 立方米、体重约 2800 吨,估计年龄在 2150 岁到 3100 岁。历史记录描述过数棵更大的巨杉,但那些树在十九世纪后期已经被人砍伐。

暂不讨论天体生物学上模棱两可的定义,在目前人们知道的范围内,“世界上最大的生物”是俄勒冈的一片巨型蜜环菌( Armillaria ostoyae ),克隆连接群体,不同学者估计其占地约 9.06 到 9.65 平方千米、体重约 7500 到 35000 吨、年龄约 2400 到 8650 岁,其“世界上最大的活生物体”称号已经获得吉尼斯世界纪录承认。当然,你在地面上根本看不出这些模样平淡无奇的蘑菇的地下部分由巨型规模的菌丝连接在一起。

第二名似乎是巨型颤杨( Populus tremuloides )“潘多”,克隆连接群体,占地约 43.6 万平方米[1],估计体重约 6000 吨。

地中海的大洋海神草( Posidonia oceanica )的克隆连接群体可能有 1 亿丛叶片靠地下茎连接在一起,在西班牙巴利阿里群岛附近连接在一起的构造长轴 8 千米,大量叶片测得 10 万岁,总体规模可能比上述二者还要大。目前人们无法很好地调查其地下茎的配置情况。

目前知道的地球动物在规模上无法与上述真菌和植物比较:最大的动物似乎是蓝鲸,最大身长约 33 米,最大体重约 180 吨——也有一些不同意见,例如古生物学家 Matt Wedel 认为巨体龙的极限体重可达 309 吨,被众人嘲讽。

大堡礁那样的珊瑚礁并不是连接在一起的单一群体动物组成的。

无论如何,个体的范畴是生物学的老大难问题,群体生物的个体分界可以非常模糊。

考虑天体生物学,通过使用前沿的生命定义[2],你可以迅速在太阳系里找到规模超绝巨大的怪物。例如你可以论述气体行星上的巨大气旋们、地球、太阳在 Lyfe 定义下的个体界限。

  • 早在约公元前 400 年,柏拉图就提出了地球是巨大的生物体的观点。这在最近几十年仍然有一定的市场。
  • James Lovelock 在 1972 年提出了盖亚假说,论述整个地球表面(包括所有地球生命)构成一个自我调节的整体。

2020 年的发展可以参照此处:

寻找最小的生命单元:生物的“个体”如何定义? - 神经现实的文章 - 知乎

可以用合作程度最高、对抗程度最低的边界作为个体的边界。多细胞生物个体之间的合作程度不如个体内部,对抗程度则较大。单细胞生物也如此。

  • 但是,在特定的多细胞生物身上,合作-对抗边界不是那么清晰,例如可以将一条涡虫视为“一些全能干细胞个体及其制造的生活环境”。
  • 单细胞生物的群体也有合作水平高到可以当做个体对待的,例如聚集起来的粘细菌。

多个物种间紧密合作时可以当做个体,例如地衣。

参考

  1. ^ https://www.oecd.org/env/ehs/biotrack/46815678.pdf
  2. ^ 为什么有意识的物体(生物)都会死亡? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/436740276/answer/1650121087

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