2023年9月18日 星期一

病毒是不是生物?

 

病毒是不是生物?

 

同學學習了如何界定汽車是不是生物的方法,可再嘗試回答以下更具爭論性的問題,即病毒是不是生物?

 

這問題更具爭論性,連不同的生物學家也有不同的看法,現時,病毒並沒有歸入生物的分類系統,即現時仍不算作生物!

 

要理解病毒為何具爭議性,首先要認識一下病毒的生活史,如下圖:


 

首先要清楚一件事,病毒於細胞外,是沒有任何活動的,就像是死物一樣!

 病毒體內有一樣所有生物細胞皆有的物質,是遺傳物質(DNARNA)。當然,我們不能祇根據病毒體內有遺傳物質便斷定病毒是生物,否則實驗室內不同盛載遺傳物質的容器不就是生物嗎?

 病毒的表面有一些蛋白質,與特定的細胞(寄生細胞)結合後,便釋出內裡的遺傳物質至細胞內

 然後,病毒的遺傳物質便會借助寄生細胞內的物質及過程,複製大量自身病毒,然後便離開細胞,使細胞死亡,再感染其他細胞。

 病毒會進行以上過程,那是否可視作生物?

以上的過程,似乎代表病毒可進行生殖,可產生大量自己的下一代。而是否具生殖,又似乎是我們最著重的一個生命特徵! (因為即使汽車擁有其他特徵,但因為汽車無法自我複製,沒有生殖,因此被視為非生物。)

 

但慢著! 看清楚,其實病毒不是靠自己進行生殖的,而是靠寄生細胞的。

 用另一個比諭,假如一間工廠從外界收到一個內含該車設計圖則(病毒內遺傳物質作用)的汽車,工廠內的人然後自動按照接收到的設計圖則,利用工廠內的資源,大量製造該汽車的話,那這款汽車又算不算生物?

 

想信我們明顯仍視汽車不是生物吧?

 

而且,現時已知,地球上有一種稱為朊毒體的蛋白質,可於生物體內大量複製,然後引致該生物出現病患,最後死亡。這便是引致瘋牛症的蛋白質,這種蛋白質連遺傳物質也沒有,但一樣可以複製自己!

 

因此,雖然病毒屬病原體,會感染人體使人生病,但現時為止,仍然未歸類為生物。

 

2023年9月17日 星期日

汽車是否生物?

 汽車是否生物?

 

汽車是否屬於生物,應該毫無疑問的,所有人皆會答「汽車不是生物」,但如何說明為何汽車不屬於生物呢?

 

看看以下的說明,同學覺得那些是合理的寫法?

1.      不能繁殖

2.      沒有細胞/器官

3.      沒有思考

4.      由人制造

5.      不需要空氣

6.      沒有所有生命特徵

7.      不需要水

8.      汽車不是活著的

9.      ….

 

其實要作答這條題目: 汽車是否生物? 我們要先清楚我們(或生物學上)是如何定義生物的。

 

教科書是這樣寫的,生物應擁有以下特徵(稱為生命特徵living characteristics)

1.      生殖(reproduction)

2.      生長(growth)

3.      營養(nutrition)

4.      呼吸(respiration)

5.      感應(irritability)

6.      運動(movement)

7.      排泄(excretion)

8.      維持體內平衡(homeostatsis)

 

我們是用有沒有以上特徵來界定某一物品(例如汽車)是否生物的! 根據這方法,以下那些答法才符合這準則:

1.      不能繁殖

2.      沒有細胞/器官

3.      沒有思考

4.      由人制造

5.      不需要空氣

6.      沒有所有生命特徵

7.      不需要水

8.      汽車不是活著的

 

其實祇有第一項,即不能繁殖才算! 第六項好像是,但這樣不算說明呀,不可以說汽車不是生物,因為汽車沒有生物特徵呀。

 

以下看看汽車是否擁有生物特徵,以是否有具能力判斷:

1.      生殖

-          沒有。現時的汽車不能自行制造另一相同或相似的汽車(但留意,如把汽車成可自行制造自己的話便可能擁有這特徵。現時的車廠不是幾乎全自動化機器人制造汽車的嗎?)

2.      生長

-          現時的汽車不會隨時間體積變大或變得更複雜。

3.      營養

-          汽車其實是需要物質才能運作的,這些是燃料,可釋出能量,因此汽車是擁有獲取食物的能力(當然也可以說沒有,因為燃料是由人提供的,現時的汽車本身不能自行獲取)

4.      呼吸

-          汽車明顯擁有分解物質釋出能量的能力。

5.      感應

-          汽車也明顯有感應的能力,汽車內有大量感應器,也會自動作出不同反應,並不完全需要人操控的。如果是無人駕駛汽車的話,便更明顯。

6.      運動

-          汽車也明顯有移動的能力。

7.      排泄

-          使用燃料的汽車明顯會排出於車內進行化學反應後的廢物(廢氣)

 

根據以上說明,即是說汽車

: 營養、呼吸、感應、運動及排泄

沒有: 繁殖及生長

 

汽車有5項生命特徵,那汽車算不算生物?

很明顯,所有人皆不會把汽車視作生物,那即是說以上的七個生命特徵中,有些我們認為是非常重要的,沒有的話,便不視作生物。

 

這兩項非常重要的生命特徵便是: 繁殖及生長。

 

即是說,作答汽車是否生物,並加以解釋,最簡短的答法如下:

汽車不是生物。

因為汽車不能繁殖,不會自行制造另一輛汽車。

也不能生長,汽車不會隨時間變大及複雜性增加。

而這兩項是生物最重要的生命特徵。

 

至於有沒有其他特徵,便不太重要了。

 

 

可再試試:

1.      機器人(robot)算不算生物?

2.      病毒(virus)算不算生物?

3.      有些生物,例如植物,也不(或不太明顯)擁有以上所有生命特徵。試說明植物是否有以上的生命特徵。

2022年9月14日 星期三

中三問題

 

1.      According to the above characteristics, do you think a car(or robot) is a living thing? State your reasons.

回答這題目時審視一輛車子(或機械人)有否符合這些生命的特徵,留意,審視時應查看是否完成了這些特徵的過程。

車子(或機械人)

繁殖: 車子(機械人)不能自行產生新的車子,因此不能繁殖。但將來機械人可否懂得自行製造另一個與自身相同的機械人便是將來的可能性。

生長: 車子(或機械人)不會愈變愈大及變得愈來複雜,因此也沒有生長。

營養: 車子(或機械人)需要獲取物質(即食物),產生能量使車子能活動,因此是有營養作用的。

呼吸: 車子(或機械人)可分解物質(燃料等)產生能量,因此有呼吸作用。

運動: 很明顯車子(或機械人)是能移動的。

感應: 車子(或機械人)安裝了許多不同的感應器,偵測外來或內部環境,尤其是一些自動駕駛的車子更明顯。

排泄: 車子(或機械人)機件內都會進行一些化學反應(尤其使用燃料的),會產生不同的廢物,這些廢物會被排出車子外。

總括而言,車子(或機械人)沒有生殖及生長。但有營養、呼吸、運動、感應及排泄。如果我們把生長及生殖視作生命最重要的兩項特徵,那車子(或機械人)便不算生物。

Reproduction: Vehicles (robots) cannot produce new vehicles on their own, so they cannot reproduce.

Growth: Cars (or robots) don't get bigger and more complex, and therefore don't grow.

Nutrition: The car (or robot) needs substances (i.e. food) to generate energy to enable the car to move.

Respiration: Cars (or robots) can decompose substances (fuel, etc.) to generate energy, so they have respiration.
Movement: Obviously the car (or robot) can move.
Irritability: The car (or robot) is equipped with many different sensors to detect the external or internal environment.
Excretion: There will be some chemical reactions (especially those that use fuel) in the car (or robot), which will produce different wastes, and these wastes will be discharged out of the car.
All in all, a car (or robot) does not reproduce and grow. But they have nutrition, respiration, movement, irritability and excretion. If we consider growth and reproduction as the two most important characteristics of life, then a car (or robot) is not a living thing.

 

2.      Whether virus (e.g. Covid 19 virus) belongs to a living thing is a controversial issue among biologists. State the reason(s).

要回答這題目,首先要大概知道病毒是怎樣的。病毒的構造跟一般生物不同,沒有細胞膜。外層是蛋白質,一般生物的細胞不是。但有共通的物質,都是用核酸來作為遺傳訊息的。但病毒用的是DNARNA,而其他細胞用的祗是DNA

病毒在寄主細胞外是沒有任何代謝反應的,沒有任何一項生命特徵。但病毒接觸到寄主細胞表面時,病毒會把遺傳物質送至寄主細胞內,利用寄主細胞的物質及代謝反應,複製遺傳物質,並產生大量相同的病毒,可視作有繁殖這特徵。但病毒構造太簡單,基本上不需要生長,形成新病毒後便破壞寄主細胞,再而感染附近的細胞或隨血液(或體液)流至其他位置,感染其他細胞。

病毒具爭論性,因為

(1)   很明顯有繁殖作用,但祇限於寄主細胞內。

(2)   但在寄主細胞外,則又明顯沒有任何生命特徵。

To answer this question, we must first know what a virus is. The structure of viruses is different from that of ordinary organisms, and virus has no cell membrane. The outer layer is made up of protein, the cells of ordinary organisms are not. But there is a common material , both use nucleic acid as genetic information. But viruses use either DNA or RNA, while other cells use only DNA.

 

The virus does not have any metabolic reaction outside the host cell, and does not have any living characteristics. However, when the virus contacts the surface of the host cell, the virus will transfer the genetic material to the host cell, and use the materials and metabolic reactions of the host cell to replicate the genetic material and produce a large number of identical viruses, which can be regarded as having the characteristics of reproduction. However, the structure of the virus is too simple and basically does not need to grow. After forming a new virus, it destroys the host cell, and then infects the nearby cells or moves to other locations via blood (or body fluid) to infect other cells.

 

Whether virus belongs to a living thins controversial because
(1) Virus can reproduce, but only in host cells.
(2) Outside the host cell, there is obviously no any signs of life, without any living characteristics.

 

 

2022年7月14日 星期四

人類為何失去自行制造維生素C的能力

維生素C對所有哺乳動物皆有用,但偏偏人類(及部分靈長類生物)卻完全失去這功能。跟其他哺乳動物一樣,人類的祖先其實是能夠自行製造維生素C的,由於基因突變,導致某些人類祖先失去這功能,但明明是有用的功能,大自然為何不會篩走這些失去製造維生素C的人類祖先,反而篩走了可製造維生素C?

 

如何解釋這現象?

 

演化的基本機制其實一直沒有變,分別是

1.      出現突變

2.      過度繁殖

3.      適者生存(天擇)

4.      汰弱留強

 

根據以上機制,試試解釋失去制造維生素C能力的現象。

1.      發生突變的人類祖先無法自行製造維生素C,那為何不會死掉?

-          自然是從其他途徑獲取到了,即是食物!

-          人類祖先以水果作為其中一種食物來源的話,那可否自行製造維生素C便沒有甚麼影響。

2.      但沒影響,也祗能使發生突變的(即無法自行製造維生素C)跟沒發生突變的共存,但為何現時沒有人類可自行製造維生素C?

-          顯然,無法自行製造維生素C反而成為生存優勢!

3.      那甚麼情況下生存較有利?

-          合理的估計是更易獲取食物及更易逃避危險。為何更容易? 因為身體保存到更多能量!

 

自然界中生物的生存其實是很艱難的,稍弱的(即能量不足者)便無法獲取足夠食物,也更易被獵物捕食。於大自然中,獵物從來祇能獵食一些相對較弱的生物(即使是同一物種)。強如獅子,也祇能獵殺幼小、年老或受傷的生物,獅子也不容易獵食成熟強壯的動物的。

 

當然,以上僅是一個合理的假說,如要找出真正的答案,便要找出涉及製造維生素C的是甚麼酶,沒有這種酶的話,體內的化學反應途徑又有甚麼變化。不過,即使未知也不影響以上的推論,因為細胞製造任何物質都要消耗能量的,不用製造可催化製造維生素C的酶,本身是能省掉能量。

 

相關問題:

1.      身體為何懂得不製造能催化制造維生素C的酶?