生命的奇蹟 · 第十三章 生命之起源
·Chapter XIII Qrigin of Life·
現在所有的植物學家都一致承認這個植物生命之最重要的作用,一切有機生命、一切有機構造之根本的作用,是個純粹的化學作用(從廣義說來亦可謂之物理的作用),並且一致承認這裡面絕沒有什麼特殊的活力或是神秘的造物者(像那著名的「生命機器師」),以及其他超驗的動力。
海克爾1865年8月赴黑爾戈蘭島科學考察途中與同伴的合影,右一站立者為海克爾
生命起源的問題,是個最重要的而且最有趣的,然而又是個最困難的最複雜的。為這個問題,人類已經費了幾千年的心血了。除了意志自由、靈魂不滅等問題之外,再沒有如生命起源問題這樣異說紛紜、至今不決的了。也再沒如這個問題這樣,連卓絕的思想家也意見相差到如此之遠,陷溺謬說到如此之深的了。這一半是由於這個問題極難下嚴正的科學上解決,一半是由於這種紛爭里觀念混亂,缺乏明了合理的識見,而現行宗教的信仰信條又威不可當。
(生命起源之奇蹟)最省事最直截了當的法子就是信仰,只要肯相信個超自然的創造,這問題就算解決了。然而今日再要找一位主張這樣學說的科學家,也就很難。那位得天極厚的路易·亞搿西茲1858年著的《分類論》就是如此做法,他這部書和達爾文的《種之起源》差不多同時出版,以神秘的見解說生物學上一般問題,和達爾文正相反對。據亞搿西茲說,動植物的每個種類,都是個「造物主的具體思想」。
馬爾堡(Marburg)的魏剛德(Wigand)和奇爾(Kiel)的萊因克兩位植物學家,近來把那天上造物主的行動大加限制了,他們只承認造物主創造原始的細胞,以為這造物主賦予細胞以發達為高等有機體的力量。魏剛德以為每個種類的起源都是由於個特別的原始細胞和其極長的系統上發達,萊因克卻主張是個許多種類合成的支派。他們這種近世的「創造說」和亞搿西茲的話一般的都是沒有科學上價值,他們一般的都是迷信。
(不可知論)又有許多科學家的意見,和這種不合理的迷信全然不同,他們以為生命起源的問題是個解決不了的,超乎人類智識以上的問題。達爾文和蔚蕭就是這「不可知論」的代表,他兩位主張最初有機體的起源我們絕不知道,並且絕不能知道。例如達爾文的《種之起源》里說他自己「對於根本精神力,即生命自身,絕不能有所說明」。這竟是放棄責任,把一個該要和其他進化問題研究得一樣清楚的科學上大問題置之不論了。我們地球上的生命起源,算是地球歷史上的一個固定點。然而科學家要是不肯去研究,還有什麼說的呢?許多著名的近世科學家都還是主張「不可知論」,他們多少也有些相信這生命起源是個自然現象,但是都以為我們現在還沒有法子可以去說明。
(生命起源為宇宙大問題)更不同的就是那第三種的態度,取這種態度的,以為生命起源的問題,是極端的難得解決,卻也還不是不能解決的。慈波亞·李蒙就是取這種態度的,他把生命起源算做第三個大的宇宙問題。研究這個問題的近世科學家,其對於解決法的意見雖然是各有不同,對於解決之可能,大多數的意見卻也都一致的。我們先要舉出兩個相異的假說,一個可以叫作「永久說」,一個可以叫作「自生說」或是「自然發生說」。照「永久說」講來,有機生命是永遠有的,照「自生說」講來,只是一定時期里發生的。「永久說」有兩種迥然不同的形式,一個是取二元的根據,一個是取一元的根據。海爾姆何爾慈是前說的代表,卜理埃爾是後說的代表。
(二元的永遠的臆說)1865年,赫爾曼·埃伯爾哈德·理希特爾(Hermann Eberhard Richter)倡導一個假說,道無限的空間裡布滿了生物的胚種,恰似布滿了無機體一般,生物和無機體都是永遠發達的。這無所不在的胚種,要是遇著了成熟的可以居住的天體,這天體上的熱度濕度適於他的發達,他就發生生命,可以成個生物的全世界。理希特爾以為這種無所不在的胚種是有生命的細胞.就定了一條原理: 一切生物都是永遠的,都是來自一個細胞的(Omne vivum ab ternitate e cellula)。植物學家安同·凱爾納爾(Anton Kerner)也和他差不多一樣,硬說有機生命是永遠的,是和無機界全然獨立的。但是凱爾納爾給這假說以無定的形式,遭著許多極大的難關,弄得沒有人肯承認這種假說。
然而這「宇宙生物的假說」(cosmozoic hypothesis),後來經海爾姆何爾慈和湯姆生勳爵[Sir W. Thomson(Lord Kelvin)]兩位最著名的物理學家倡導起來,又很盛行的了。海爾姆何爾慈1884年立了個可選項,說道: 「有機生命要不是起於一時定就永遠的。」他主張是永遠的,他的論據就是我們不能用人工製造生物。他假定那迴翔於天空中的流星上可以含有有機體的胚種,這些流星碰巧可以落到地球或其他的行星上,就在這上面發達起來。海爾姆何爾慈的這種「宇宙生物的假說」是不可信的,因為太空中的物理狀況(極端的溫度、絕對的乾燥、全無空氣等)絕不容原形質在流星上作有機的胚種,具生活的能力。況且這個假說在理論上也是無用,因為他不但沒有解決有機生命起源的問題,反而耽擱了別人的解決。要是一直再追求下去,就引到了純粹的「宇宙二元論」了。
(生命永久說)費希納(在1873年)和卜理埃爾(在1880年)又另外想出一種和這個極不相同的「生命永久說」來。這兩位科學家都把「生命」這個觀念擴充到宇宙的全體,都不承認向來所劃定的有機無機之區別。費希納甚至把宇宙的全體和其中的各個單體都認作有意識的,把有機的個體只當做大宇宙有機體的一部分。他有些神神秘秘的把「有意識的上帝」這個觀念和「有生命的宇宙」這個觀念連到一起,所以他的學說是「泛靈論」的,同時又是「泛神論」的。卜理埃爾和他大致相同,也把「生命」這個觀念擴張到宇宙全體,也把宇宙認為一個有機體。他把他的理論用作個表象的意義,我在第二章里已經說過,這是不能實用的。卜理埃爾把那初形成地球的灼熱大塊認作個大有機體,把他那迴旋的運動(即引力的能力)叫作「生命」。說這大塊漸漸冷了,那重些的金屬類(死的無機物)就分離出來,剩下的就先變成簡單的、後變成複雜的炭化物,最後就變成蛋白質和原形質。把「有機體」三個字這樣擴大起來,在生物學上很難得承認的。這徒然是愈弄愈混亂,教那在實際上所必須、在理論上所當然的生物學和「無生物學」之區別更難得劃分。
(原生之臆說)據我們的意見,若是「生命永久說」不比「神造說」的價值高些,要答解生命起源的大問題,那就只得我所統稱為「自生說」的第三派學說了。這派學說的出發點略述如下: (一) 有機生命處處都是靠原形質的,這原形質是一種有黏性的化學上實質,以蛋白類和水為主要成分。(二) 這種活實質之特殊的運動,就是我們所謂有機的生命,是物理和化學的作用,這種作用只能起於一定的溫度之間(在水的沸點和冰點之間)。(三) 出了這限度之外,有機生命在某種境況之下可以潛伏的支持得一時(假死、潛生活等),但是這潛伏狀態大抵也只限於很短的時間。(四) 這地球也和其他行星一般,曾經長久是灼熱的,有幾千度的熱度,活有機物(黏性的蛋白質物)不能在這上面生存,所以不可能是永久的。(五) 有機生命出現之第一個要件,那流質的水,不等表面地殼冷到沸點以下是不能形成的。(六) 在這一發達程度里所首先起的化學作用,必然是「接觸作用」,由這作用生成蛋白化合物,最後生成原形質。(七) 照這樣生成的最初有機物,只會有那製造原形質的「摩內拉」,一種無組織無器官的有機體;活物質形成個體的最初形式,大約總是那同種類的原形質小球,像那某種真正的「克羅馬塞亞」(克羅阿珂加斯)。(八) 最初的細胞是後來再由這種原始的「摩內拉」以中央「核原形質」和周圍「細胞體原始質」之區分而發達出來的。
嚴密的科學上意義之「無生發生說」或「自生說」等一元的假說,是我於1866年在《一般形態學》的第二卷里首先創立的。這「自生說」之確實的根據,就在我所講的「摩內拉」里,這極簡單的無器官的有機體,直到那時候都被人輕輕看過,置之不論。要把生命起源的問題下個自然派的解決,不似尋常由細胞起手而由這種無組織的生物質細粒起手,這「摩內拉」就是根本上的要件。細胞這類有核的初等有機體,不能算最初的自生的生物,這一定是後來由無核的「摩內拉」進化出來的。我於是在我的《摩內拉說》(1870年)里把這種初等的有機體作個很周密的研究,後來又在《系統發生學》的第一編里極力把他詳細闡述出來。於原形質之最初的生成和其無機的基礎等化學上問題,愛德華·卜佛留格爾(Edward Pflüger)曾有些有價值的考究,認青素基為活原形質的主要成分。所以這種學說可以分為相異的兩級,就是我自己早先的「自生說」,和後來的「青素說」。
(無生發生說即摩內拉的假說)我1866年所首倡,後來著作里所詳說的那「無生發生說」或自生說,是直接訴之於近世植物生理學上所確定的生物化學上事實的。這種事實里最主要的就是一件,雖是活的綠色植物細胞,也有製造原形質作用,即炭素同化作用之綜合的能力。換言之,就是他能以化學上綜合作用和還原作用,由水、炭酸、硝酸、阿摩尼亞等簡單的無機化合物,造成我們所叫作「原形質」,視為能動的活實質和一切生活機能之真正物質基礎的蛋白化合物(參看第六章)。現在所有的植物學家都一致承認這個植物生命之最重要的作用,一切有機生命、一切有機構造之根本的作用,是個純粹的化學作用(從廣義說來亦可謂之物理的作用),並且一致承認這裡面絕沒有什麼特殊的活力或是神秘的造物者(像那著名的「生命機器師」),以及其他超驗的動力。在日光的勢力之下起這種顯著的「創造有機作用」之微細的化學實驗室,在極簡單的植物,即「克羅馬塞亞」里,不是那同種類原形質小球(克羅阿珂加斯)之全體,就是其青綠色表皮層上活躍的色素原理[色素小胞(chromatophore)]。然而在大多數的植物里,這種還原作用的實驗室卻是那「色素小胞」,這種「色素小胞」是由細胞之其餘的原形質分化出來的,即細胞之不透明內部的無色小球狀白黏質,或其透光外部的綠色葉綠質細粒。我的「自生說」,只說那每個植物細胞在日光下曬著的時候每秒鐘所起的,並且已經變成綠色植物細胞之「遺傳習慣」的這種製造原形質的化學作用,是在有機生命初起的時候自己發達出來的,換言之,這是個接觸作用(或是類似接觸作用的一個作用),其物理的和化學的狀況是那時候無機自然界的狀況里所具足的。
(細胞原形質說)我的這種假說,20年前由植物學大家雷吉理的贊成,已經得確實的證明了。他1884年著的《機械的生理的進化論》,對於我1866年所倡導的生命自然起源之主要觀念,盡都贊成。他把這些觀念編成一條原理如下:
有機之起於無機,首先不是個經驗和試驗上的問題,而是從物質不滅、能力不滅等法則上推求出來的一件事實。物質界裡一切事物如果是有因果的關係,一切現象如果是起於自然的原理,那成毀於同一物質的有機體就必然是由無機化合物生出來的了。
這位著名的科學家、深邃的思想家之這樣盡善的明晰的言論,那班常常要罵一元的自生說為未經證明的臆說,或是認這個問題為不可解決的「嚴正」科學家,該要緊緊記著才是。雷吉理更進一層,把這裡面微分子的順序作了個淵博的研究,把研究的結果合攏來成為他的那「細胞原形質說」。他確信有機體初起的時候,那原形質極小的同種類分子之一定的自起的配列,是最為要緊的。據他的意見,這些「密塞拉」(micella)是晶質的分子群,結成各樣絲狀的和平行的條子。
(「管狀生原」的假說)1899年盧德維希·曾德爾(Ludwig Zehnder)著了一部《生命之起源》,照樣想把自生說的過程加以物理學的說明,並且歸之於分子的機械的構造,說得更加精細。他以為那最小最低等的生命單位(即雷吉理的密塞拉絲、魏茲曼的生原、我的生質微分子)是個管狀的,所以叫他做「管狀生原」(fistella)。他想像著這種看不見的分子構造是有成百萬的在細胞的原形質里整整齊齊的排列著,其分化的狀態是有的司滲透作用,有的司伸縮作用,有的司傳達刺激,各司各事的。這個分子的假說,也和雷吉理等人的著作里一般,其價值就在激勵我們要去以物理學的原理說「自生說」上原形質微分子配列、運動的方式。
(青素說)1875年,生理學家卜佛留格爾的《活有機體中之生理的燃燒論》里,作了個更有趣更可貴的研究,想要直探「自生說」里化學作用之蘊奧。他的學說之出發點是: 「原形質是一切生活現象之物質基礎,這生物質的性質是由於蛋白質(無論視為化學單位,或視為各種化合物之混合物)之化學上性質。」然而卜佛留格爾把那造成一切有機體的原形質之活蛋白質,和那雞蛋等類里的死蛋白質截然分開。只有那活蛋白質(即原形質)自己微微分解並且很受外界的刺激影響,至於那死蛋白質,若在相宜的狀態之下,可以久久不變。活蛋白質如此脆弱易壞的原因是其微分子中的酸素,就是那吸進原形質微分子內部,引起分裂,環繞原子四周,破壞新群落的酸素。
原形質之如此快的分解,和分解時之發生炭酸,其真正原因是在青素1,這青素是一種一個炭素原子和一個窒素原子的合體,要再和鉀結合,就成那著名的毒質青化鉀。活蛋白質和死蛋白質之不含窒素的分解產物大略相同,但是其含窒素的產物就全然不同了。尿酸、肌酸、鳥嘌呤以及其他原形質之分解的產物,都含有「青素基」,其中最重要的,就是1828年吳來爾(Whler)所發見的,那可以由青化物里用人工造出的尿素。我們由此可以斷定,活蛋白質里一定都含有「青素基」,那作滋養物的死蛋白質里卻沒有。說「原形質之許多特殊生活性質是青素給的」這個信念是由青酸(CNOH)等青化物和活蛋白質之間的許多類似處證明了的。這兩種物體,在低溫度里都是液體透明的,兩種物體見了水都化為炭酸和「阿摩尼亞」,兩種物體分解了都發生尿素(這是由於原子的分子內變化,並非由於直接的酸化)。卜佛留格爾說: 「這兩種實質是很相似的,我簡直可以把青酸叫做半活的微分子。」這兩種實質一樣的以原子之連接而生長,同種類的原子群聯結成鎖鏈狀的很多。
關於「自生說」和其物理的基礎,在化學的事實上還有一件特別有趣味的,就是青素和其化合物(青化鉀、青酸、水素青化物等)非在白熱里不能生成,換言之,就是要把那必須的無機窒化物放入赤灼的煤火里,或是把這混合物熱到白熱點的時候才行。蛋白質之其他的主要成分,像炭化水素或是「酒精基」,也可以由熱調和而成的。卜佛留格爾說: 「這樣看來青化物之可以在地球全部或一部白熱或高熱時生成,這是件再明顯沒有的事了。我們也就曉得一切化學上的事如何都把火當作個以綜合作用產生蛋白質組成分子的力了。所以生命是生於火的,生命出現的主要條件是和地球為火塊的時候相關的。我們只要想想地球表面慢慢冷卻的那種計算不來的長時間,就曉得那青素和含青素的化合物,以及炭化水素,有很夠的時間,很多的機會,可以儘量發揮其變換位置構成『原子列』的大傾向,並且和酸素合力,後來又合著水和鹽的力,進化成這種活物質,自己能分解的蛋白質了。」關於活物質,有句話要鄭重說明,就是青素在白熱時之生成,和含水的活原形質之出現,這中間必然還有一串很長的化學上「中間階級」哩。
卜佛留格爾的「青素說」和我的「摩內拉說」不但不衝突,並且他對於原始的生物發生之最初程序(即蛋白質生成之最初的預備時期)那種精細而且周密的科學上研究,反倒足以補我「摩內拉說」的不足。近來腦伊邁斯特爾和其他活力論派對於青素說的攻擊,這倒要請讀者緊緊記著,他們說「青素說」是靠不住的,因為「青素化合物和蛋白質中間有一道不得通過的深淵」。這個批評是由活蛋白質自己答解清楚了的,活蛋白質的窒化分解產物里總都含得有「青素基」或是其他可以由青化物里用人工造出的實質(尿素)。此外的駁論就是說「白熱的時候生成的青素化合物,等到隨後水出現了的時候,必然立即要滅絕的」。這種駁論也是沒有力量的,因為我們關於那時候化學作用的特別狀態,不能有一定的觀念。我們只能說,在這個長時期(有幾百萬年之久)里的狀態,和今日地球面上化學作用的狀態全然不同罷了。腦伊邁斯特爾等活力說家所持反對論的真正根據,就是他們對於「自然」之二元的見解,這種見解是無論如何都要把有機界和無機界中間劃一道鴻溝,絕不肯讓他泯滅的。
馬克斯·維爾佛爾濃的《一般生理學》里,把關於地球上生命發現的各家學說,評述得很詳盡的。他以為卜佛留格爾的「青素說」有極大的價值,說「青素說把這緊聯著生理化學上事實的問題作了個嚴密的科學上研究,並且鑽研到極周詳的處所」。他表明自己的意思,說道: 「所以我可以說,最初生成的蛋白質,實在就是活物質,其所有一切的『基』里,具有一種特性,能以很大的力量和選擇力,專去吸引同種類的部分,好去以化學作用把他們造成微分子,並且如是生長到無限。照這樣看來,活蛋白質無須有個不變的『分子重量』,因為他是一個生成不已而又分解不已的大微分子,他對於尋常的化學上微分子的作用,大約好像太陽對於小流星的作用一般。」他這些話是和卜佛留格爾一致的。他這個學說,我固然相信是正確不差的,許多曾經研究過蛋白類之性質起源等難題的近世科學家,也都贊成。
(自然發生)現在我們既已把各種近世的「自生說」中之值得研究的說過一番,承認雷吉理所說「有機出於無機」是件事實,我們可以再說說那統稱做自然發生說(spontane generation)、生出許多爭論的舊學說。這些舊學說,現在雖然是差不多無人過問,但是關於這些舊學說的實驗,卻引起了許多興趣,並且招出許多誤解來。
(舊自然發生說)舊「自然發生說」與我們的「自生說」問題(即活物質源於無生命的無機炭化物)無涉,只是說「下等有機體是生於高等有機體之腐敗的分解的有機成分」。要把這種假說和那全然不同的「自生說」分別清楚,最好把這種假說名為「腐敗發生說」,這類學說古來又叫作「屍體發生說」。「腐敗發生說」的意思,就是生物生於死的或是腐敗的有機物。倒是叫「腐敗發生說」妥當些,因為「屍體發生」這個詞,最好用作別樣意義,指那漸漸導致生體死亡的「死有機部分」(參看第五章)。古人都相信下等有機體是生於高等有機體的死屍,諸如說跳蚤生於肥料,虱子生於皮層上膿皰,蠹蟲生於敗革,淡菜生於水裡的淤泥。這些說頭,既有亞理斯多德的威權護持,聖亞搿斯丁(St. Augustine)以及其他高僧因此又都相信,又與信仰相合,所以直到18世紀的初年,人都還是如此主張。甚至於到1713年,植物學家何海盧斯(Heucherus)還說那綠色的浮萍只是凝聚了的污池裡死水面上的浮沫,那水芹是在清潔的活水裡由他變出來的哩。
這些無稽的古話,是1674年義大利醫學家佛蘭錫斯珂·李逖(Francisco Redi),根據極精細的實驗,首先加以科學上駁論的。他就因為這個得了「離經叛道」的罪名,很受人的迫害。他證明這類的生物,都是由雌者在糞、革、毛皮、淤泥等物上所下之卵而生的。然而在當時,對於那種寄生於動物之腸、血、腦、肝里的絛蟲、蛔蟲以及其他「腸蟲」(entozoa),都還拿不出證據來。直到19世紀的中期,大家都還相信這類的生物,是生於其所寄生的動物身上之患處。到1840—1860年的時候,才由季波爾德(Siebold)、劉加爾特(Leuckert)、班納敦(Beneden)、蔚蕭以及其他著名生物學家的實驗,證明一切此等「腸蟲」都是由外界侵入動物的體內,更由下卵繁殖起來。到近年這個證據是施之到處而皆準了。
然而直到最近的幾年,這「腐敗發生說」,對於一類極微細極下等的有機體,還能維持其地位,這類的有機體即是那肉眼看不見的顯微鏡下的生命,往日所謂「滴蟲」,今日所謂「原生物」或「單細胞體」。1675年,李溫核克(Leeuwenhoek)用新發明的顯微鏡初發見了滴蟲,證明這種蟲在腐草、苔蘚、肉類以及其他腐敗有機物的浸液里生得很多,那時候大家都相信這滴蟲是在這浸液里自然發生的。1687年,斯巴蘭札尼(Spallanzani)法師證明只要把這類浸液煮沸,把盛浸液的器皿嚴密封固,就萬不會有滴蟲發生,煮沸所以殺他的胚種,封固不透氣所以杜絕新胚種的侵入。雖然如此,許多顯微鏡學家(用顯微鏡研究微生物者)還相信某種滴蟲,尤其是那極小極簡單的細菌,可以從有機體之腐敗的有病的組織里或是從分解的有機液體物里,直接發生出來的。1858年鮑謝特(Pouchet)在巴黎固執這種意見,後來的加爾頓·巴斯亭(Charlton Bastian)也是如此。大家為這件事爭論,紛紛不決,於是巴黎學士院在1858年就懸了個賞,徵求「能對於自然發生問題開一道新光明的精密研究」。這賞金被著名的路易·巴斯特爾(Louis Pasteur)得去了,他以許多巧妙的實驗,證明大氣里有許多微生物的胚種在塵埃中到處飛揚,一遇著水就生長繁殖起來。不但是滴蟲,就連微細的高等動植物,像那地衣類、苔類、輪蟲類、水熊類,都能幹燥著幾個月不死,被風吹到各處,遇著水又甦醒過來。巴斯特爾一面又確實證明,有機體的浸液,煮透了之後,四圍接觸的大氣,又用化學法弄純潔了,這浸液里就再不會發生有機體。他那些嚴正實驗的結果,羅伯特·柯和(Robert Koch)以及其他細菌學家都證明認可,並且開了近世消毒預防法的先路。他自己把這些結果編作一句格言道: 「自然發生或原因不明的發生,是個無稽之談。」
(自生說和舊自然發生說)巴斯特爾和其繼起者所做的那些有名的實驗,把「腐敗發生說」的無稽臆說破壞盡了,然而並不曾傷著「自生說」。世人往往把「腐敗發生說」和「自生說」兩個迥然不同的假說混為一談,因為二者都叫作「自然發生說」這箇舊名稱。我們時時還看見書上說: 「相信無生發生的那種非科學的思想,被這些實驗確乎駁倒了,並且生命起源的問題於是變成了個不可解的謎語了。」這種話之淺薄糊塗,真令人吃驚,這是在別科學問里所不會有的。但是在生物學裡,許多著名的大家都還是說: 「我們只是觀察事實,作正確的記載,至於對這些事實作明晰的觀察,用深邃的思想,這不但是不必,而且很危險,所以這一層是該要避開的。」我們的「自生說」現在還受人攻擊,受人冷淡,就是由於生物學的研究方法尚在這種可憐的狀況。何以呢?因為那「腐敗發生」的謬說,被巴斯特爾和其同志的實驗駁倒了,其實「腐敗發生說」和「自生說」除了同叫「自然發生說」一個名稱之外,其餘絕對沒有相同處。巴斯特爾輩的那些實驗,只是證明新有機體不是生於在一定人工狀態下的有機物浸液,此外並沒有什麼。對於我們所獨感興趣的那個切要問題「地球上最初的有機居住者,那原始的有機體,是怎樣從無機化合物里生出來的呢?」他們的那些實驗,連觸都沒有觸著。
(關於自生的實驗)我們想要用實驗來解決的問題是: 「活物質(原形質)在何等狀態之下,作什麼樣子,從無生命的無機化合物里生出來呢?」我們可以斷言,生命自生的時期,即「老連志亞代」(Laurentian age)初期,地球之冷卻的表面上初現有機生命的時候,生存的狀態和今日的狀態迥然不同。然而當時究竟是怎樣,我們萬難有明確的觀念,要想用人工使那種狀態再現,也是萬難的。對於原形質所隸屬的蛋白類化合物,我們所有的化學上知識,也是一般的不完全、不清楚。我們只能說原形質微分子是極大,由1000個以上的原子構成,這微分子裡原子的排列結合是非常的繁複而且很不穩定。然而這種錯雜構造之真正的形狀,我們還是不明白。蛋白質之複雜的分子構造我們一日不曉得,一日毋庸想去用人工製造他。還在這樣的地步,世人就想用人工去製造生命之巨大的奇蹟——原形質,等實驗失敗了(這樣的失敗是我們所預料得到的),就要吶喊,說: 「自然發生是不可能的了。」
(關於舊自然發生說的消極實驗)把關於「自生說」所行的那些試驗,照上述的情形,仔細想想,就明白這些試驗之失敗和我們的問題毫不相干了。巴斯特爾一派大得人稱讚的實驗,僅僅證明,在某種人工狀態之下,滴蟲不在分解的有機化合物(或高等組織體的死組織)里發生罷了,他們恐怕不能證明這種的「腐敗發生」在別的狀態之下也不會有。關於「自生說」的可能,「自生說」的實際,他們一點什麼話都沒說。我在1866年提出的科學假說,這些實驗就全然未曾觸到了。縱然只作為一時的假說,他總還是根據近世科學,對於自然哲學上的一個主要問題,要下個暫時答解,且如今仍無損傷。
(原生的階級)我在《一般形態學》(1866年著的)和後來著的《摩內拉與其他原生物之生物學的研究》及《系統發生學》(1894年著的)的第一卷里,曾想把我所名為「自生說」的程序階級詳細說清。我把他分為兩個主要的階級,一個是「自生」(autogony),就是最初的活物質之由窒炭化物生成,一個是「原形質生」(plasmogony),就是最初的成了個體的原形質之生成,也就是作「摩內拉」形的最初有機個體之生成。我近來很利用雷吉理對於這件事研究所得的結果(1884年得的)。雷吉理的《機械的生理的進化論》第二章里,把「自生」作用之化學物理方面的幾個要點,說得更加精微。他把那原形質之「單細胞組織」作用由簡單無機化合物里生成的最初生物,叫作「卜羅必亞」(probia)或是「卜羅必盎塔」(probionta),以為其構造,比我的所謂「摩內拉」還更簡單些。他這個見解,似乎是由於一種誤會。雷吉理並沒有嚴密的遵從我對「無器官的有機體」(就是那無組織的活原形質分子,沒有形態學上的分化)的界說,他只記著我起先認作「摩內拉」的那些單個的根足狀有機體。依我現在的意見,那造原形質的「植物性摩內拉」,即「克羅馬塞亞」,比這些食原形質的「動物性摩內拉」重要多了。雷吉理雖然有把這些最原始的活有機體認作「單細胞藻類」的功勞,卻未曾盡利用其原始的結構去建立他的學說,這真是奇怪了。究其實際,這極簡單的克羅馬塞亞(克羅阿珂加斯之類),和他所假說的「卜羅必亞」「卜羅必盎塔」極其近似,在「克羅阿珂加塞亞」里,可以認作結構之端緒的,只有那同種類原形質小球四周保護膜之分泌,和那青綠色外皮與無色中心小粒之區分。雷吉理後來的結論里,更重要的就是關於那原始「無生發生」的方式,和這個物理作用之反覆。
近來加梳維茲在他的《一般生物學》(1899年著的)第二卷里,由生理化學的見地,把自然發生的各樣階級敘得極其詳盡,做他的原形質消長變形說的歸結。他說得很確實的,無生物之發達為生物,絕不是一件突然興起的事,現在做生命基礎的那極其複雜的化合作用,乃是經過不可量數的長時期,由簡單進於複雜,慢慢漸漸進化出來的。他這些見解和我早年的論斷大致相合,我們可以把他的這些話,參酌卜佛留格爾的青素說,列為下面的幾條——
(一) 「自生」之最初的階級就是某種窒炭化合物之生成,這種窒炭化合物是可以列於青類的(青酸等)。
(二) 地殼堅硬了的時候,就生出液狀的水,由水的效力和那滿含炭酸的大氣里的大變化,許多複雜的窒炭化合物就從這些簡單的青化物生了出來,於是初生蛋白質或蛋白類。
(三) 蛋白質的分子以某種方式自行排列,照其不堅定的化學上引力,排作大分子群。
(四) 蛋白質「密塞拉」結合成大些的群集,並產生同種類的原形質細粒。
(五) 他們既生長,那同種類的原形質細粒就分裂,並且生成大些的同質的原形質細粒(即摩內拉)。
(六) 因為表面張力或化學上分化的結果,於是就由柔軟的髓層(中心細粒)分出個堅韌的表皮層(膜),像許多「克羅馬塞亞」都是如此。
(七) 後來由這種無核的細胞質,就生成極簡單的有核細胞,原形質之遺傳體集在「摩內拉」里,凝聚成個堅固的核。
(自生之反覆)「自生」作用是只起一次呢,還是常常起呢?這是個有趣的現在還未曾解決的問題。這兩種見解都有理由可講。卜佛留格爾說: 「在植物里,那活蛋白質只繼續做他自原始以來所做的事,就是不斷的自己新生,自己生長,所以我相信世間一切蛋白質都由那個根源來的。因此我很不信今日還會有『自然發生』的事。況且比較生物學直接告訴我們: 一切生命都起於一個根源。」然而卻不能因他這個見解,就說「自然製造原形質」的化學作用,在和太古時一般的狀態之下,也不能常常反覆。
另一面雷吉理又特特指摘出來,「自生」未嘗不可反覆幾度,就到現在也還可以。無論什麼時候,只要所需的物理上條件完備,製造原形質的化學作用是隨處隨時可以再起的。要論到處所,大約海岸上是最為相宜,例如在那細而濕的沙礫面上,物質的各樣「分子力」——氣體的、液體的、黏質的、固體的——都最好互相起作用。今日生物之一切各樣進化形式,自極簡單的「摩內拉」(克羅阿珂加斯)至有核細胞,自有核細胞至放射蟲、滴蟲之高等構造的細胞,自簡單的卵至高等動植物之極精細的組織構造,自魚類以至人類,實在都有個一連的順序。要說明這件事實,只有兩個方法。一說是: 那極簡單的活有機體,「克羅馬塞亞」和細菌,「巴爾美拉」(palmella)和「阿米巴」,從一萬萬年以前生命初起的時候直到現在,其構造上都沒有變化,沒有進步。一說是: 此等極簡單有機體之系統發生上的變化,在這些年歲里常常反覆,至今不已。縱然第二說是對的,我們卻也很難直接觀察出來。
(自生之觀察)假定這些極簡單的有機體還在由「無生發生」生了出來,要想去直接觀察也是不能的,縱能,也是極端困難的,其原因如下: (一) 最初的最簡單的有機體,大抵總都是原形質的球形細粒,絕沒有什麼看得見的組織,像那現存的極簡單的「克羅馬塞亞」(克羅阿珂加斯)一般。(二) 此等造原形質的「摩內拉」和那生在植物細胞內細胞死後還能獨自以分裂法繁殖的葉綠質,二者不能區別。(三) 我們一定要承認雷吉理的話,這種「卜羅必盎塔」,其分子雖是很大,其原來的大小實在是極其微細,雖是極好的顯微鏡也看他不出。(四) 照這樣,此等「摩內拉」之原始的新陳代謝作用,和其遲緩的簡單的生長,都是直接觀察不著的了。(五) 我們在死水裡和海水裡,實在往往發見許多原形質構成的,或像是原形質構成的細粒。我們慣把這種細粒認作死動物或是死植物身上剝落下來的部分,把那到處都有的孤立的葉綠質細粒,視為植物細胞之排泄產物。但是誰能有憑據,說這不是真正的、幼稚的「摩內拉」,不能慢慢的生長,和同類的分子結合,生成大原形質體呢?
(原形質之合成)人往往反對我們自然的一元的「自生說」,說我們還不能在化學實驗室里,用人工的合成法,造出蛋白質體,造出原形質,由此就引出那牽強的二元論來,說唯有那超自然的活力可以做得到。卻不知我們還沒有曉得蛋白質體之複雜的組織,我們還沒有曉得,那在每個植物細胞里,把日光的放射能力轉變為新生原形質之可能能力的葉綠質細粒裡面,究竟是怎麼一回事。一種性質都還沒有分清的精微的化學作用,用現在化學上這種粗淺不完全的方法,教我們如何能做得來呢?然而這種駁論之毫無價值,也是顯而易見的。一個自然的現象,萬不能因為人工做不來,就說他是超自然的。
1青素對應氰(cyanogen)。——本書編輯注