面對地球長達 40 多億年的演化歷史，生命誕生及生命誕生之初的境對我們來說都是遙遠神秘而又無法直觀感受的。要還原生命起源的相，不僅需要多學(xué)科的作，更需要大膽地假設(shè)小心地求證。神創(chuàng)論放性元素的半衰期表明地的年齡約為 46 億年。生物究竟是如何誕生？又是從何時開始誕生？這是讓人著迷卻又難得到完美解釋的話題。科技不發(fā)達的古代，人都渴望了解，大自然中生物都來自哪里？是神造的？是自然產(chǎn)生的？是由其他物種演變而來？在近代科學(xué)誕生之前神創(chuàng)論占據(jù)著重要的地。當時人類沒有辦法用學(xué)理論來解釋大自然中種種神秘現(xiàn)象，于是就能借助于神的力量。耶雕像《圣經(jīng)》中曾描述上帝創(chuàng)造了日月星辰、脈河流、樹木花草、飛走獸。然后上帝依照自的模樣創(chuàng)造了亞當，又亞當?shù)囊桓吖莿?chuàng)造了娃。法國巴黎圣母院染玻璃上的亞當、夏娃神論的一個重要特點：所已經(jīng)創(chuàng)造好的物種是不再發(fā)生變化的，即使有變化，那也是在很小的圍內(nèi)發(fā)生一些改變，而會變成另外的物種。在技并不發(fā)達的年代，對眼前的世界，人類缺少基本的認知，為了能夠釋自然現(xiàn)象，人們只能膽地幻想。自然發(fā)生的白鼠在科技不發(fā)達的古，關(guān)于生命起源萌生了多在現(xiàn)在看來十分可笑說法，這些觀點卻影響學(xué)術(shù)界多年，支持者中乏亞里士多德（Aristotle）和牛頓（Newton）這樣的科學(xué)巨匠。當時有一種自然生論，它最核心的觀點：生命，尤其簡單的生，是由無生命的物質(zhì)自發(fā)生的。最早支持自然生論的人是亞里士多德亞里士多德認為物質(zhì)是然發(fā)生的，甚至還給各物質(zhì)的來源編制了一個錄。他認為，每一種物的繁殖都需要“熱量”高等動物是通過“動物”產(chǎn)生的，低等動物是雨水、空氣和太陽熱的同作用下從黏液和泥土產(chǎn)生的。在當時，這些點卻被認為是普適的真。牛頓也曾為自然發(fā)生搖旗吶喊，他認為植物由逐漸變?nèi)醯腻缧堑奈?形成的。很多科學(xué)家都持自然發(fā)生論。著名科家海爾蒙特（Helmont）就曾提出：把糠和破布塞進一個鶌鶋子里，瓶子放在床底下就會生來小老鼠。海爾蒙特是 17 世紀著名的化學(xué)家和哲學(xué)家，他是引驕山煉術(shù)向化學(xué)學(xué)科轉(zhuǎn)變過程的重要人物，也是最早現(xiàn)二氧化碳的人。他認木頭等物質(zhì)燃燒后得到是野氣，也就是我們常的二氧化碳。海爾蒙特爾蒙特在化學(xué)方面的工是突破性的，但是在生自然發(fā)生論上卻摔了一大跟頭。但是，應(yīng)該把些說法放在當時的歷史件下去看，在科技極其后的古代能夠進行這樣入的思考，提出這樣的點，也是有一定貢獻的“原始湯”中的生命對生命的起源，還有一種學(xué)起源假說。該假說的要內(nèi)容是，生命的誕生歷了兩個主要階段：第階段，在原始的大氣和洋中，發(fā)生了前期的化反應(yīng)，形成了最原始的機物和生物大分子體系第二階段，這些大分子成原始的生命?；瘜W(xué)起假說中的原始地球海洋充滿了各種不定的因素里面具備了化學(xué)反應(yīng)發(fā)的各種條件，也有大量小分子物質(zhì)，就像一鍋生生命的“原始湯”。原始湯”的理論是由蘇生物化學(xué)家亞歷山大?萬諾維奇?奧巴林（Oparin, Alexander Ivanovich）和印度生物學(xué)家霍爾丹（Haldane）共同提出的。而我們常提及的“原始湯”實是由奧巴林所創(chuàng)造的。始海洋的圖景奧巴林在 1936 年出版了《地球上生命的起源》，羽山著作中，他提出了關(guān)于命起源的假說。他認為原始的地球大氣中，充著大量的宇宙射線、紫線、閃電等一些蘊含著量能量的能量源，在它的作用下，原始大氣中 CO2、N2、H2S、H2、NH3?等不斷地發(fā)生著聚合反應(yīng)，最形成小分子化合物，如基酸、嘌呤、嘧啶、核等，這些都是構(gòu)成大分生命物質(zhì)的基本成分。始的地球就像一個反應(yīng)器，內(nèi)部火山持續(xù)噴發(fā)溫度很高，很多由火山發(fā)帶來的氣體，包括 CH4、NH3、HCN、H2S、CO2 等共同組成了原始的大氣，在烈的紫外線、宇宙射線高能粒子流、閃電等能的作用下，合成了各種分子化合物?！霸紲?為了進一步驗證假說的確性，科學(xué)家們嘗試模原始地球中的大氣和海環(huán)境，看看能不能將無物合成簡單的生命基本質(zhì)，包括核酸和蛋白質(zhì)前驅(qū)體：氨基酸、多肽核苷酸……氨基酸中的氨酸1953 年，美國芝加哥大學(xué)的研究生米（Miller）在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，將水注入 500 毫升的燒瓶，同時把玻璃瓶中的空氣抽走加入模擬原始地球還原大氣的由 CH4、NH3、H2 等組成的混合氣體。實驗中，他持續(xù)熱燒瓶，讓水蒸氣和模原始大氣中的混合氣體過密閉的管道進入另外個容量為 5 升的大燒瓶中，接著通過電火花電來模擬原始大氣中的電。一周后，實驗團隊測聚集在容器底部的溶，看有沒有簡單的物質(zhì)成，這些溶液就相當于成的物質(zhì)被雨水沖淋后成的原始海洋。結(jié)果發(fā)，這些經(jīng)過放電冷卻的液中存在 20 種有機物，其中包括 11 種氨基酸，而這 11 種氨基酸中有 4 種氨基酸是人體必需的氨基酸它們分別是甘氨酸、丙酸、天冬氨酸和谷氨酸藍色閃電這個結(jié)果證實奧巴林和霍爾丹假說的確性。米勒對假說中還性大氣的成分進行了一改動，他認為原始地球還原性大氣的主要成分該是 CH4、N2，以及微量的 NH3?和?H2O，因為大量的 NH3 會直接溶于水中。隨后米勒和同事又做了量的實驗，分別利用紫線、β 射線、高溫等作為能源，同時更換混合體的成分，例如，用 H2S 替代 H2O，用 HCN 替代 CH4，實驗的結(jié)果表明都能產(chǎn)生氨基酸小分子。氨酸小分子產(chǎn)生之后，生的起源就有了最基本的料。來自外太空的禮物有一種比較流行的觀點生命起源于外太空，也是常說的“泛生假說”又被稱為“宇宙胚胎種假說”。1907 年，瑞典化學(xué)家斯萬特?奧斯特?阿列紐斯（Svante AugustArrhenius）最先提出了“宇宙胚胎種源說”。他提出了這樣一觀點：在廣袤的太空中浮著大量的“生命胚種，“生命胚種”就是生最原始的形式，可以發(fā)誕生出生命。外太空中隕石它們在太空中隨著陽風(fēng)、黑洞壓力等外力作用四處飄蕩。有機會隨著隕石、彗星、星際埃等降落到一些星球的面，如果恰好這個星球合適的條件進行生命的育，那么就會誕生出最始的生命。這樣外太空“生命胚種”就從一個球傳播到了另外一個星。而地球上的生命正好源于外太空的“生命胚”，造就了地球上繁盛多樣的物種。這種理論到很多科學(xué)家的支持，括美國國家航空航天局National Aeronautics andSpace Administration, NASA）的天體物理學(xué)家，他們認為地球的生命很可能是起源于 40 億年前墜入海洋的彗星。地球上也存在很隕石，其中被研究得最廣泛的一顆是 1969 年墜落在澳大利亞默奇森鎮(zhèn)的被命名為“默奇”的隕石。這顆隕石中有 70 多種氨基酸，包括常見的甘氨酸、谷酸、丙氨酸等，還包括種構(gòu)成生命不可缺少的酸分子：尿嘧啶和黃嘌。經(jīng)過放射性碳測年分，證實了這些分子都是外太空就已經(jīng)形成了，“宇宙胚胎種源假說”供了最直接的證據(jù)。太中的隕石這樣的假說存著一些難以解釋的問題例如，在外太空中，存著極具破壞性的射線，紫外線等，它們對于生物質(zhì)，包括所說的“生胚種”都有強烈的致死，那么這些原始的生命質(zhì)是如何存活下來的呢另外，在進入地球的過中，還要經(jīng)歷一系列高、高熱的嚴酷環(huán)境的考，地球上當時的生存環(huán)也未可知，這些簡單的白質(zhì)分子或者核酸分子夠在這樣的環(huán)境下保持性嗎？這種說法還有待一步的證實。在毒與熱深淵關(guān)于生命的起源，有一種假說得到了更多的認可。這種假說認為命應(yīng)該是起源于原始的洋底部。1979 年，在太平洋中深達 2000 米的海底，發(fā)現(xiàn)了很多冒著黑色溶液的噴發(fā)。黑色的溶液在被冰冷海水冷卻之后，形成一獨特的柱狀體。柱狀體近存在很多原始的微生群落，包括嗜硫細菌、細菌等，它們可以通過化硫離子、錳離子、亞離子等物質(zhì)來獲取能量將無機碳轉(zhuǎn)化為有機碳海底涌出的礦物元素也這些細菌的繁殖和生長供養(yǎng)分，形成了一個特的生態(tài)系統(tǒng)。海底火山海底噴出的液體，溫度達 350 攝氏度，并且含有?H2S、CH4、CN 等小分子，為非生物有機合成提供了條。這些化能自養(yǎng)的細菌以利用熱泉中噴出的硫物中的能量去還原 CO2，來制造有機物。地質(zhì)學(xué)的研究江疑明，海底熱噴口附近的環(huán)境條件和始地球的環(huán)境極其相似因此，很多科學(xué)家猜測始的生命很可能就是起于海底的水熱環(huán)境中，不是原先認為的原始大。這樣的環(huán)境中存在著量豐富的還原性物質(zhì)，以通過氧化這些還原性物質(zhì)來提供能量，然后步地將無機物變成有機，再從小分子合成大分，繼而逐步地孕育出生。這種假說得到了來自因組測序結(jié)果的支持和質(zhì)學(xué)研究的支持。美國利諾伊大學(xué)的研究人員爾?沃伊斯（Carl Woese）等對海底熱液口的細菌進行了基因序列分析，得出結(jié)論：些細菌是最簡單、最古的古細菌原核生物，與細菌和真核生物并列為三界，足以說明它的古歷史。1996 年，美國基因組學(xué)研究所的研人員也對太平洋海底的種產(chǎn)甲烷的細菌進行了因組序列分析，破譯了 1700 個基因密碼，確定了這類古細菌是與細菌和真核生物不同的三種分支，而且從起源角度來說更為古老，借推斷這些古細菌是原始命最早的形式。另外，質(zhì)學(xué)上的證據(jù)也間接地持了這一假說。在沒有受變質(zhì)作用的古老巖石會保存著生命活動所遺下來的痕跡，這也是地學(xué)中探索生命起源的重依據(jù)。1997 年，在格陵蘭的伊塔地區(qū)發(fā)現(xiàn)被認為是極其古老的巖，該巖石經(jīng)過分析已經(jīng) 38.5 億年之久，也是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的為古老的海洋沉積物，巖石中有明顯的生物存的痕跡，而在這么古老年代就有生命活動的痕，也間接說明了生命起于原始海洋底部的古細。甲烷八疊球菌屬古生這種假說提出之后，也到了很多人的質(zhì)疑。例，有人認為在海底附近高溫會對化學(xué)反應(yīng)的進起到促進作用，但是高也對組成生命體的蛋白有著極強的破壞性；形的黑色的柱狀體復(fù)合物命很短，只有幾十年的間，這么短的時間內(nèi)是法孕育出生命的，并且圍的環(huán)境酸性太強，pH 值為 1~2，不利于生命的誕生；等等。在命起源的“百家爭鳴”下，出現(xiàn)過幾次影響較的科學(xué)爭論。第一次是自然發(fā)生論與生源論之展開的。生源論是相對自然發(fā)生論而言的，由國生物學(xué)家路易斯?巴德（LouisPasteur）所提出，即生物不能夠自然發(fā)生，只能過生物的繁殖產(chǎn)生。最，巴斯德通過一系列精實驗提供了確鑿的證據(jù)宣告生源論的徹底勝出第二次爭論是宇宙胚胎源假說與化學(xué)起源假說爭論，由于在外太空廣存在的紫外線和宇宙射對于生命物質(zhì)具有強烈殺傷作用，因此化學(xué)起假說占據(jù)了上風(fēng)。第三爭論的主角也是這兩種論，以奧巴林學(xué)說為代的原始地表化學(xué)起源說基本成熟并迅速推廣開，伴隨著射電天文學(xué)和宙化學(xué)的飛速發(fā)展，宇中存在的大量有機物相被發(fā)現(xiàn)，宇宙胚胎種源說又占據(jù)了上風(fēng)。生命起源面對眾說紛紜的假，生命起源的真相究竟什么，依然是一個未知，也需要等待我們進一的研究。作者：劉銳來：《給青少年講生命科》編輯：張潤昕本文來微信公眾號：原點閱讀 （ID：tupydread），作者：劉銳