生命的起源是什么?
要回答這個(gè)問題,,我們要將時(shí)間回溯那么一點(diǎn)點(diǎn),。
遙望50億年前的地球,,那里可能會(huì)有這個(gè)的答案,。
但這很顯然,,一點(diǎn)都不現(xiàn)實(shí),。
所以,,人們將目光看向了另一個(gè)古老的星球——木星。
同為太陽系最古老的行星之一,,因?yàn)樗嫶蟮馁|(zhì)量將它最原始的大氣層鎖住,,所以它的成分從誕生以來就應(yīng)該沒有發(fā)生過太大的變化。
這也表明了,,從理論上來說原始地球和現(xiàn)在的木星,,之間的差距應(yīng)該不會(huì)太大。
所以原始地球,,應(yīng)該也擁有構(gòu)成木星大氣層的主要成分:氨氣,、甲烷、氫氣之類的氣體,。
而這一切,,也鑄就了出一個(gè),橫跨了半個(gè)世紀(jì)的理論假說——斯坦利.米勒的“原始湯”理論,。
他將原始大氣與水密閉在一個(gè)容器內(nèi),,并人工模擬出閃電、火山、紫外輻射等環(huán)境活動(dòng),。
最終,,混合氣體中甲烷中的碳有15%發(fā)生轉(zhuǎn)移,形成了水溶性有機(jī)小分子,,其中包括4種氨基酸和氰化氫,、甲醛等。
這是形成生命的一些基本物質(zhì),,氨基酸是組成蛋白質(zhì)的成分,而蛋白質(zhì)是生命體不可缺少的有機(jī)物,。
甲醛分子則可以生成組成RNA的一種核糖,,而RNA是生命體中決定蛋白質(zhì)性質(zhì)的物質(zhì)。
氰化氫也可以進(jìn)一步結(jié)合成腺嘌呤,,而腺嘌呤是生命體中遺傳物質(zhì)DNA的組成成分,。
而最早的有機(jī)小分子在地球上原始海洋的原始湯中產(chǎn)生后,經(jīng)過長期積累和互相作用,,在條件適合的情況下形成有機(jī)高分子物質(zhì)——原始蛋白質(zhì)分子和核酸分子,。
它們則是構(gòu)成生物體,最重要的物質(zhì),。
有機(jī)高分子在海洋中越積越多,,相互作用,凝聚成小滴,,構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的多分子體系,,漂浮在水面上,進(jìn)而演變成具有原始新陳代謝作用和能夠進(jìn)行繁殖的原始生命,。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)也直接證明了,,生命確實(shí)可以在原始湯中通過簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界造成了巨大的轟動(dòng),,人類都認(rèn)為,,生命的起源終究是找到了答案。
但是,,真理永遠(yuǎn)不會(huì)因?yàn)檎l率先踏出第一步,,而偏向誰。
到了后來,,這個(gè)來自于木星的理論,,受到了來自另一個(gè)天體的無情鞭笞——月球。
在地球歷史的早期階段,,一顆火星大小的行星傾斜著撞擊到地球上,。
撞擊摧毀了那顆行星,其所形成的大部分碎塊以及地球的部分碎塊在地球周圍形成了一個(gè)盤狀帶,盤狀帶中的碎塊最終結(jié)合到一起成為月球,。
所以,,斯坦利.米勒所謂的原始大氣,從一開始便不成立,。
雖然說月球撞擊假說并不完美,。
科學(xué)家們利用巖石的同位素比率來確定隕石來自哪個(gè)星球——同一種元素的不同種類被稱為同位素,不同星球巖石的同位素構(gòu)成會(huì)有差別,。
如果大碰撞假說成立,,也就是說月球70%至90%的物質(zhì)應(yīng)該來自撞來的那顆行星,那么月球巖石的同位素比率應(yīng)該跟地球不同,。
但是,,研究人員對(duì)“阿波羅號(hào)”帶回的月球巖石的分析顯示,其同位素比率與地球巖石沒有重大差別,。
雖然在之后,,德國科隆大學(xué)的研究人員將他們的質(zhì)譜儀進(jìn)行了升級(jí),又重新測(cè)量了“阿波羅號(hào)”帶回的月球巖石,,發(fā)現(xiàn)其氧-17跟氧-16之比明顯高于地球巖石,。
研究小組分析了以隕石形式墜落在地球上的月球巖石,但是他們發(fā)現(xiàn):這些巖石在地球上經(jīng)歷了風(fēng)化,,使分析結(jié)果產(chǎn)生了偏差,。
因此,他們拿來美國國家航空航天管理局“阿波羅號(hào)”分別在第11次,、12次和16次航天任務(wù)中帶回的一些月球巖石樣品,。
分析結(jié)果顯示:月球巖石樣品的氧-17與氧-16之比,比地球地幔中的巖石高出12ppm,。
這一差異也支持了原來的觀點(diǎn):原地球跟一顆行星發(fā)生了劇烈的撞擊,,然后形成了月球。
在之后的研究結(jié)果中又表明了:地球材料和撞擊行星材料在月球的構(gòu)成中大約各占50%,。
此外,,較高的同位素之比表明,撞擊行星主要是由一種被稱為“頑火輝石球粒隕石”的罕見材料構(gòu)成的,。
而絕大多數(shù)落在地球上的隕石是球粒隕石,,但是其中只有大約2%是頑火輝石球粒隕石。
“頑火輝石球粒隕石”的潛在重要性是很有趣的,,但是對(duì)于最初結(jié)合在一起構(gòu)成地球的天體材料,,但這目前僅僅局限于推測(cè),因?yàn)槟切┎牧弦呀?jīng)不存在了,。
雖然,,造成這種差異的原因并不是只有這一種,,但仍然需要更多的科學(xué)家進(jìn)行研究。
但在經(jīng)歷這一系列事故過后,,此時(shí)被荷爾蒙沖昏頭腦的科學(xué)家們,,也終于都冷靜了下來。
再他們仔細(xì)思考過后,,也逐漸發(fā)現(xiàn)了原始湯理論的漏洞:依托“原始湯理論,,不能產(chǎn)生持續(xù)的能量來使得反應(yīng)繼續(xù),而生命在沒有能量的情況下是不可能存在的,。
所以,,作為生命起源的主流假說的原始湯理論,卻存在生物能量和熱力學(xué)方面的缺陷,。
樹立了半個(gè)世紀(jì)“原始湯”理論轟然倒塌,,雖然這個(gè)垂暮的老人,依然力圖捍衛(wèi)自己的假說,,但這個(gè)恢宏假說卻如同老人的生命一般逐漸流逝。
最終,,在2007年斯坦利.米勒抱憾離世,,但他的實(shí)驗(yàn),至今仍是寫進(jìn)教科書中的經(jīng)典,。
就這樣,,探索生命起源奧秘的道路再次回歸到最初的起點(diǎn)。
探索生命起源為什么這么難,?
試想一下,,在原始生命起源的38億年前,在此后的38億年間地球經(jīng)歷滄海桑田的變化,。
很多巖石都被風(fēng)化沉積變質(zhì)了,,想找到第一個(gè)細(xì)胞形成時(shí)的化石記錄幾乎是不可能的。
因此為了解密原始生命的誕生,,歐洲宇航局,、美國航空航天局等機(jī)構(gòu)都將眼光對(duì)準(zhǔn)了外太空。
因?yàn)榛鹦?、月球等星球沒有像地球那樣經(jīng)歷如此多的有水參與的復(fù)雜風(fēng)化作用,,所以它們可能仍維持著與地球早期生命起源的環(huán)境類似的環(huán)境。
通過研究這些星球的環(huán)境或許有助于了解地球早期的環(huán)境信息,。
此外,,如果能在這些星球上找到原始細(xì)胞的化石證據(jù)就更有助于破解地球生命起源的秘密。
最初的地球,,可能并沒有我們現(xiàn)在所看到的這樣美好,,或者說,,那時(shí)的地球可能還帶點(diǎn)恐怖。