fengdxt

有人說人類文明哪怕達到巔峰，也沒有辦法建造出一個細胞，難麼細胞到底是誰建造的，難道是神嗎？

人類會的東西已經足夠多了，但是這還不夠，我們可以建造你可以想象得到的龐然大物，但是人類卻沒有辦法建造一個人類生命體的基本單位——細胞。是的，人類認識細胞已經有了幾百年的時間了，人類知道這個地球上除了病毒之外，所有的生命體都是由細胞組成的(病毒是不是生命還很難說，不過病毒也離不開細胞)，所以說，細胞是一切生物的生存基礎，沒有了細胞，生命活動無從談起。

鏡像科普

有人說把細胞放大，就是一個世界。這句話沒有錯，即便是最簡單的一個細胞，其複雜程度，構造之精美，也是超乎我們想象的。

雖然現代人類的科技十分發達，可以製造飛機大炮，可以上天入地，可以造出允許速度每秒幾千萬次的超級計算機，然而對於一個細胞而言，我們對其知道的卻不過是九牛一毛。即便全世界的科學家集中在一起，我們也無法構造出來一個細胞。或者說，再給我們一百年，甚至一千年、一萬年，我們也有可能無法制造一個細胞。

細胞是生命的最基本單元，有關生命的最為基礎的活動都發生在細胞裡面。單單細胞核裡面具有的數不盡的基因，我們都無法知道它們具體是如何工作的。每秒發生在細胞裡面的化學反應不盡其數，而且這些反應還都是相互聯繫的。這麼多基因組合在一起如何做到完美配合？細胞裡面到底還有多少生命通路？又有多少蛋白質分子？這些一個一個謎團如果不接開，我們根本就不能夠說了解細胞。

我們可以製造電腦，是因為我們知道電腦的運行機制。然而對於細胞來說，我們根本不知道整個細胞是如何運轉的。所以，要想製造一個細胞，無疑於痴人說夢，根本不可能！但人類製造不出來，並不代表自然界製造不出來。有人總喜歡把我們的誕生歸結為其它高等文明，但我們又有何證據證明呢？

科學探秘頻道

有人說就算人類達到巔峰，也無法造出一個細胞，它是神級文明創造的嗎？

人類可以製造飛船登陸月球，也可以控制探測器飛向太陽系外，更可以製造200795 TFlop/s的超級計算機，但人類製造不出哪怕是最簡單的生命，因為即使是常見的單細胞生命草履蟲，那精巧的結構，複雜的生命過程，繁殖的方式，都是人類技術所望塵莫及的，相信未來可期的時間之內，人類依然對創造生命束手無策，那麼問題來了，是誰創造了生命呢？

單細胞生命草履蟲

草履蟲是一種單細胞原生動物，雌雄同體，一般最常見的是尾草履蟲，體長約180-280微米，理論上肉眼可見，它的壽命極短，大概在一晝夜左右，大型草履蟲則可達5晝夜左右，因為它就像一隻倒放的鞋子，所以叫做草履蟲。

草履蟲結構

草履蟲一般生活在淡水中，池塘與小河中都可以見到，在草履蟲這個細胞中，總共包含了食物攝取、“消化系統”、氧氣交換以及生殖遺傳和運動系統，結構之精巧實在令人乍舌。

其實我們最感興趣的不是那些“消化繫系統”，也不是“呼吸系統”，更不是“運動系統”，而是含有遺傳物質、在生殖過程中起到決定作用的小核，因為它完成了生命過程中最重要的功能，繁衍，生命從地球上誕生以來，最基本的訴求就是生存與繁衍，而繁衍在某一種意義上比生存更重要。

染色體存在與草履蟲小核中，它是典型的二倍體核，染色體在小核有絲分裂和減數分裂時出現。不過草履蟲的小核染色體在任何分裂時核膜都不破，因此計數不太準確，比如尾草履蟲2n≈300，雙小核草履蟲則為2n≈160。草履蟲小核無轉錄功能。

草履蟲無性繁殖

染色體在生命繁殖中起到了相當重要的作用，主要是由雙股螺旋的去氧核糖核酸和5種被稱為組蛋白的蛋白質構成，是基因的主要載體，是遺傳性物質的高度壓縮體，它是真核生物的特有構造！

一枚不到0.3MM的草履蟲，具備生命所必需的一切功能，真的是慢慢演化出來的嗎？

地球上的生命都是如何演化出來的？

早期的地球遍佈火山，大氣在此時還比較稀薄，整個地球暴露在強紫外線和高溫之下，在幾百萬年裡閃電和海洋物質的相互作用下，有機分子形成了更復雜的混合物，或許也有太空隕石帶來的物質，一起形成了生命最早期的形式RNA，這種RNA將會成為生命的催化劑，同時也是遺傳物質，再往後出現了結構更穩定的DNA取代RNA成為穩定的遺傳物質。

• 原核生物的發展

在細胞形成早期，原核生物藍藻為主的單細胞生命第一次在地球上擴張，它們的出現對生命意義非常重大，因為這種生物第一次擁有了光合作用，儘管這個積累非常漫長，大約超過15億年，才到達現代氧氣含量的10-15%左右。

真核生物的發展

在環境因素的影響下，原核生物藍藻生態走向衰落，當然只是在無早期擴張這般輝煌，而仍然會存在一席之地，真核生物開始出現，它在適應性以及多樣化方面遠超原核生物。這為以後的多細胞生物出現打下了基礎！

地球生命演化史

其實到這裡地球已經完成單細胞生命的演化了，當然這有證據，2017年，科學家在加拿大魁北克發現42.8億年前的微體化石，這是相應地質年代沉積岩層中保留的微小古生物化石。這表示地球不但製造了生命，還保留了證據。

關於米勒-尤里實驗

這是一個著名的關於生命起源的實驗，模擬的是地球早期的大氣與地面環境，目的是測試早期的地球的電化學環境，因為早期大氣層中的閃電可以促使這個過程，因此芝加哥大學的史坦利·米勒與加州大學聖地亞哥分校的哈羅德·尤列於1953年完成了這個實驗。

加熱長頸瓶中水蒸發形成蒸汽，再引入早期地球環境中的氫氣、氨以及甲烷，再釋放電火花模擬閃電，經過一週的實驗後發現，冷卻的液體中出現了大量的有機化合物，約有10%到15%的碳成為有機化合物，其中有2%的氨基酸，甘氨酸佔比比較高，另有糖與脂類等可以構成核酸的原料也在實驗中形成.

米勒-尤里實驗並未檢測到RNA和DNA的出現，也許時間也不夠久，畢竟地球數億年的演化歷史很難濃縮到我們能實現的紀年中完成測試，但米勒-尤列實驗驗證了地球生命起源的可能，是最經典的關於生命起源的實驗之一。

所以地球就是那個傳說中的造物主，當它也離不開太陽，其中也有地月系中月球的重要功能，但無論如何地球生命誕生了，而且演化成了高等文明，這可能不需要外界的參與，只需要一個穩定的環境和足夠的時間。

星辰大海路上的種花家

就幾年就有科學研究機構，成功的製造出了人工合成絲狀支原體和人工合成大腸桿菌，也被外宣稱是“人工生命”誕生了，那麼，這是否意味著我們人類可以完完整整地製造出一個細胞了呢？

其實，無論是人工合成絲狀支原體還是人工合成大腸桿菌，所利用的方法只是合成了基因組，就是利用現有的細菌，重新編碼其DNA遺傳密碼子，然後植入另一個內部被掏空的細菌體內，通過分裂和增生，細菌內部的細胞逐漸為上述的這種人造基因所控制，從而實現看上去實現了人造生命的目的。但這種植入方式，與利用適當比例的脂類物質、蛋白質等物質，從頭至尾完整地製造出細胞完全是兩個概念。

細胞從表面上看結構比較簡單，實際上非常複雜也非常精細。除病毒等少數生物外，絕大部分生物體都是由細胞構成的，其基本結構包括細胞壁（動物細胞沒有）、細胞膜、細胞質和細胞核所組成。其中，細胞壁主要成分為纖維素和果膠；細胞膜主要由脂質（磷脂）分子、蛋白質分子和少量的糖類構成；細胞質主要由水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶等組成；細胞器主要由腺粒體、中心體、核糖體、溶解酶、高爾基體等，植物細胞的細胞器中還含有葉綠體；細胞核中主要包括核膜、核仁、染色質等。看到這些細胞的組成頭都大了，我們現在對於細胞中的細胞器和細胞核，如果從頭開始合成的話，技術水平還遠遠未能達到，何況合成一個全新的細胞呢。

另外，真正意義上的細胞人工合成，並不是把所需的物質都湊齊了放在實驗室環境中就可以實現的。一方面需要像組裝汽車一樣，需要建立在一個部位、一個零件基礎之上，前提是要先合成細胞組成的每個基本單元。另一方面，我們還沒有完全弄清各個零件之間的運行和配合機制，用專業的話說，就是根本不知道複製起始位點和啟動子是什麼、在什麼地方，如何激活，這一點也是制約人工合成細胞最大的難點之一。

地球生命的誕生，得益於地球優異的先天條件，然後在上億年的漫長進化過程中，逐漸才從最基礎的生命物質演化形成具有生命形態的單細胞生物，說實話，這是宇宙給予地球的“特殊關照”，條件適合了，物質貯備有了，需要的只是時間。人類目前對生命形成的認知還遠遠不夠，但“人造基因組”的出現，至少表明我們已經向“人工合成細胞”目標已經邁出了重要一步。

優美生態環境保衛者

首先先了解幾個東西。

地球人操縱原子能力的最高水平產物之一：用單原子排成的“IBM”的logo，以及所用到的工具掃描隧道顯微鏡STM。

鹼基的結構，圖中每一個圓球都代表一個原子，你可以注意到，這個鹼基“某種意義上”比上面的IBM logo更復雜，因為它需要用到不同類型的原子。

DNA，每一個圓球代表一個原子，其大小和形狀不同表示不同的原子。請注意它有明顯的空間立體結構。

這是染色質的不同結構層次，最左邊表示DNA。你可以感受到DNA和蛋白質是怎樣複雜的糾纏在一起從而形成一個染色體的。

染色質在細胞核中的位置：

細胞核在細胞中的位置：

普通的蛋白質己糖激酶的結構，請注意它是精確的長成這個樣子的，任何一點結構上的偏差都會導致其失去功能。同樣，每一個圓球代表一個原子。

你看到的每一個結構的複雜性都和細胞核差不多在同一個數量級上。它們中大部分雖然不含DNA，但是有千奇百怪的具備各種功能的蛋白質，而蛋白質的複雜度完全不遜於DNA。以目前人類的科技是無法實現創造一個細胞的。（注:信息來源於知乎@Chimera）

都是用戶

世界上有許多科學家都在嘗試從頭開始製造細胞。 但總的來說，他們一直在獨立研究不同的細胞部分。現在，越來越多的合作將這些努力融合在一起，並加速向一個大膽的目標前進:用非生物分子構建一個活細胞。 這是一個已經流傳了幾十年的想法，但是科學家們說最近的技術進步已經使曾經的白日夢變得可行。

從頭開始構建的細胞可以讓研究人員更好地測試藥物，讓生物工程師能夠製造下一代細胞機器，並幫助生物學家回答一個基本問題:活著意味著什麼？ 但也許最有趣的是，他們可能會構建出符合我們對“活著”定義的東西，但看起來一點也不像現在的細胞，也許它有著不同於DNA的信息儲存分子，或者它不是被脂類而是被蛋白質所包圍。創造和研究這樣一個東西可能有助於回答一個基本問題，那就是對於一個活著的東西來說它意味著什麼。

國外一個研究所的研究人員宣佈他們創造了一個最小的細菌細胞——一種支原體細菌，只含有足夠存活的基因。那個號碼是473。再剪掉一個基因，細菌就不能正常工作了。加上一個額外的基因，現在細菌攜帶了不必要的東西。但是，在該研究發表時，科學家們只知道這些基因實際發揮的功能。剩下的149個做了一些事情來維持細胞的生長，但是科學家不知道是什麼。

這種“自上而下”的方法——從自然界中的一個物體開始，去掉一些東西，直到你找到這種生命形式的基礎，已經讓科學家們走了很遠，但也給他們留下了一些知道是必要的、但具體功能尚不清楚的基因。一種互補的方法是從組成部分“自下而上”構建一個細胞——這裡是線粒體，那裡是一些核糖體，確保你確切地知道你將什麼放入細胞以及它的用途。

這些努力仍處於初期階段。 首先要創建一個細胞構架，將元素排列並保持在正確的位置。當細胞分裂時，細胞構架起著基本的作用，抓住DNA，將一半拉進一個新細胞，另一半拉進另一個細胞。 微管蛋白的蛋白質形成的微小空心管。並使它們模仿真實的細胞結構，在細胞分裂過程中排列細胞中的DNA。 將這些微管蛋白束放入脂質包裹的水滴中——模擬細胞的基本隔間——並哄著它們將自己定位在水滴的兩端，就好像它們在排列DNA為細胞分裂做準備。

下一步是將微管束移動成一種結構，模仿真實細胞中細胞構架拉開DNA時發生的情況。 到目前為止，微管並不是真正從零開始的——它們是由來自豬大腦的微管蛋白形成的。微管蛋白在無人看管的情況下會自行組裝成13面稜柱——微管結構。 最終希望人工細胞能夠自己創造這些蛋白質。這是該領域的主要挑戰和未來方向之一——構建能打印出微管蛋白等蛋白質以及細胞其他成分的DNA系統，這樣人工細胞就能自下而上地構建自己。

從基本構件中製造細胞，而不侷限於這些構件在地球上的排列方式，也可能有助於科學家識別外星生命。 前面的路上肯定有死衚衕。例如，科學家可能會遇到與功能未知的必要基因類似的挑戰:沒有明確遺傳原因的必要功能。科學家可能會把他們認為必要的所有東西放進一個細胞裡，卻只能看著它呆在那裡。

你認為你已經添加了製造一個細胞所需要的一切，但是它不起作用，你不知道添加什麼。從根本上說，這是一個可以預見的困難。 細胞是微小的工廠，可以生產東西，但也可以複製自己。它們可以存在於地球上任何支持生命的地方。如果設計得當，它們可以以多種方式重組物質。

軍機處留級大學士

製造一個人造細胞一直都是合成生物學的終極目標。我們的身體包含數以萬億計的細胞，分成200多種主要類型。在任何時候，每個細胞都進行著成千上萬的生理活動，比如創造和利用能量、合成蛋白質以及對環境信號做出反應。不同的細胞類型也有特殊的功能，如製造皮膚或骨骼，分泌激素或製造抗體。細胞作為大多數動物和植物的基石，已經進化成複雜的分子城市，充滿了執行各種生命基礎活動的細胞器，例如細胞核容納著遺傳物質，核糖體是蛋白質製造工廠。

科學家一直在試圖製造出一個細胞，而且人工合成的細胞正在經歷從簡單到複雜的轉變，從一開始的模塊化組裝，到越來越接近於真實細胞分子或納米材料進行拼裝，相信不久的將來科學家從頭製造出一個完整的簡單人工細胞。

2010年，一位美國生物學家通過使用在實驗室酵母中組裝的基因組，將其注入支原體受體細胞，產生了一個只由新基因組控制著的合成支原體細胞，標誌著第一個“合成細胞”的誕生。

2015年，發表在Nature Communications雜誌上的一項研究中，日本的一個生物學家團隊創造了與地球上可能最早存在的細胞類似的人工細胞，研究人員合成了一個由DNA和包裹在脂質內的蛋白質組成的原始細胞，脂質是模仿細胞膜的脂肪化合物。通過改變類細胞環境的pH值，研究人員能夠觸發細胞分裂。

2018年，科學家在體外通過組裝確定的分子來重建各種具有活細胞特徵的生物細胞系統。利用細胞大小的脂質體和重組的無細胞蛋白合成系統，構建了一個由大約100個不同分子組成的人工細胞，它可以合成一些感興趣的蛋白質，科學家合成了多種膜蛋白。

最近，UCSD的科學家合成了一種模擬細胞，被認為是最接近於一個實際功能的真核細胞，就像真正的細胞一樣，這些合成細胞可以向它們的周邊細胞發送蛋白質信號，從而引發群體行為。細胞核與細胞的其他部分也可以進行交流，可以轉錄釋放RNA，從而觸發蛋白質的合成。人工細胞核甚至可以對來自其他細胞模擬物的信號做出反應。

科學閏土

就算人類達到巔峰，也無法造出一個細胞，這句話有些絕對了， 雖然以目前的人類技術確實無法造出細胞，但若干年以後細胞能否被製造出也是未知的，更何況細胞根本就不是神級文明創造的，而是地球億萬年間孕育進化的。先來看一下細胞的產生，以人體的細胞為例，雖然組成單個人體的細胞有50萬億個，細胞的體積非常的渺小，但是細胞內部卻是異常複雜的，不但具備自我修復功能，還有新陳代謝、遺傳、基因記憶等很多複雜的功能。細胞的誕生主要就是蛋白質和核酸在原始地球的環境下自發形成的，後經過漫長進化形成真核細胞、無核細胞等。

地理有意思

從前有人說火是天神賜予的，人類不可能獲得，結果怎麼樣？人類最終學會了生火。

從前有人說人類只能靠採集打獵生存，結果怎麼樣？人類進入了農業社會。

從前有人說人類不可能馴化其他動物，結果怎麼樣？人類擁有了馬，牛，羊，雞，犬，豕。

從前有人說人類只能住在山洞裡，結果怎麼樣？人類學會了造房子。

從前有人說洪水會毀滅人類，結果怎麼樣，大禹把它治了。

從前有人說人類不可能學會飛，結果怎麼樣，都能上月球了。

從前有人說人類不可能學會透視，結果怎麼樣？X光，CT，核磁共振，給你從內到外看的清清楚楚。

人類走出矇昧，進入科學時代才短短几百年，可以說人類連科學的大門還沒進去呢，還只是在門外的廣場上撿了幾塊小石頭就產生了如此重大的影響，如果再進一步，又發生了其他的科學性的進展呢？誰也不知道科學的邊界在哪裡，宇宙這麼大，未知的奧秘這麼多，人類的未來還這麼長，誰又知道明天會發生什麼呢。對於未來我是抱持樂觀的態度的，科學會一點點進步的，未來會出現許多新科技，我們想也想不到，誰知道幾十年以後的科技是什麼樣子的？到時候生物技術，計算機技術，人工智能，各種基礎學科的進步會達到什麼程度呢，這些都不好說，更不要說幾百年以後的事情了。

生物技術確實是很複雜的一個領域，但是人類整體擁有近乎無限的時間，用無限的時間去探究生物技術，我相信一定會有實現創造生命的那一天的。

平生曉夢

人類最複雜的疾病癌症，就是細胞出現了病變，不能正常代謝，出現了紊亂，造成細胞分化，更新受阻，細胞能量的線粒體不能正常呼吸，獲得營養，從而細胞發生惡性增生。由於細胞的複雜性，想要找到病變細胞，糾正並恢復細胞回到正常軌道，可想而知，是一件幾乎不可能完成的任務。更別說，要人工製造細胞。生命的開關，全部信息和秘密都在細胞裡，人類社會的科技文明真要是有一天破解了這些秘密，人類也就能夠治癒所有疾病，並能讓生命永生，解決人的長生不老問題，人類真成了萬物生命的主宰，成了上帝。

關鍵字: 科學 人類文明 巔峰