我們從何而來

      這個(gè)時(shí)刻，我們的地球上生機(jī)盎然，但是在幾十億年前，我們所在的星球只是一團(tuán)熔化的巖漿。第一批地球人是從冒著泡的化學(xué)濃湯池塘里浮出來的嗎？我們是從外太空落下來的生命種子嗎？看看現(xiàn)代科學(xué)家是如何揭開這個(gè)最古老的秘密的。

      生命充滿奧秘，但最吸引人的奧秘就是生命本身。古希臘人相信，上帝用黏土造人；維京人說存在兩塊大陸，一塊是火、一塊是冰；當(dāng)它們相遇，火花四濺，第一個(gè)生命就此誕生。幾種化學(xué)物質(zhì)是如何轉(zhuǎn)換成有生命的分子呢？科學(xué)家仍在試圖解答這一古老的謎題。關(guān)于生命進(jìn)化有很多重要理論，但對生命起源一直沒有定論。沒有生命的化學(xué)物質(zhì)混合之后怎么就能變成生命呢？

 

      想揭開生命起源的奧秘，就要回顧一下人類進(jìn)化過程，回到第一個(gè)有生命的物體，出現(xiàn)的時(shí)間和地點(diǎn)，回到40億年前我們的太陽系。

      那時(shí)的太陽是一顆年輕的恒星，比現(xiàn)在溫度低。而地球的溫度比現(xiàn)在高，剛從滾熱的熔巖固化而成，周圍有彗星和大型隕石環(huán)繞，毀滅性的劇烈碰撞時(shí)有發(fā)生。在地球的地質(zhì)歷史上，這個(gè)時(shí)期叫做“冥古代”，地獄般的階段。

      美國科羅拉多州立大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家斯蒂芬·莫契斯想在冥古代找到生命的跡象。想象一下，你站在冥古代的地球上，眼前看到的景象非常有趣：由于那時(shí)的月亮距離地球比較近，因此它占滿了天空。而那時(shí)的天空是紅色的，還有流星和彗星劃過。冥古代的海洋不是清澈的藍(lán)色，而是充滿鐵質(zhì)的深綠色。那時(shí)的地球好像是個(gè)外星球，但斯蒂芬確信，那里已有原始生命。

      古生物學(xué)家在凝固的化石中尋找古代生命存在的證據(jù)，目前我們已經(jīng)找到了五億年前海洋動(dòng)物和植物的化石，但尋找比這更早的會(huì)更加艱難。幾乎所有地球初期的巖石都消失了，葬身在熔巖或海洋中。但是，有些罕見的40億年前的巖層確實(shí)存在，誰能想到在格陵蘭腹地的邊遠(yuǎn)地區(qū)會(huì)有地球珍藏下來的老寶貝呢？

      斯蒂芬在格陵蘭找到的石頭是38億年前在海洋中形成的，上面布滿黑點(diǎn)，那是古代碳元素留下的痕跡。

      碳有兩種形態(tài)，一般的稱為碳12，還有種很罕見的形式叫做碳13或重碳。一般地質(zhì)上的碳沉積中，碳12和碳13都有精確的比例。不過，生命有一個(gè)很有意思的特征，它會(huì)對碳13區(qū)別對待。所以，生命體中碳12的含量非常豐富，在世上已知最古老的沉積巖系中很明顯存在著早期生命，留下的碳同位素的痕跡。留下這些痕跡的原始生命的形態(tài)一定能在這么惡劣的環(huán)境下生存。

      這個(gè)星球不斷遭受巨型太空隕石的襲擊，大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家相信，持續(xù)的沖擊使大部分地表熔化，海洋也被烤干，整個(gè)星球變得非常貧瘠；但即便如此，斯蒂芬·莫契斯確信，在地獄般的地球上的確存在著生命。支撐他的理論的證據(jù)，就是一些來自44億年前的古老晶體。

      在澳大利亞找到的鋯石，幾乎跟地球本身一樣古老。斯蒂芬在澳大利亞鋯石中尋找的是氧同位素，斯蒂芬希望在這塊古老的鋯石中找到生命的基本元素——水。當(dāng)水和巖石互相作用，會(huì)在巖石上產(chǎn)生大量的氧18。如果你發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)富含氧18，就說明曾經(jīng)有大量的液態(tài)水作用在上面。在那塊44億歲的晶體中，斯蒂芬找到了氧18同位素，這就是宇宙沖擊并沒有完全將海洋蒸發(fā)的證據(jù)。

      通過自己開發(fā)的一套計(jì)算機(jī)仿真程序，斯蒂芬推出結(jié)論：在40億年前，即使是頻遭隕石轟炸的冥古代，也存在著生命。微生物藏身于地球深處或海洋深處，躲開了毀滅性的沖擊。結(jié)果就是，那些經(jīng)受了重重考驗(yàn)之后存活下來的生命，等到隕石頻繁轟炸的階段一結(jié)束，地球就成為它們的繁殖之地。

      然而，在45億年前的地球，熔巖遍布，哪怕吸上一口氣，都會(huì)致命。生命究竟是如何在這個(gè)冒著泡、充滿毒氣的地獄里形成的呢？

      1953年，有兩位勇敢的化學(xué)家試圖回答這一問題。斯坦利·米勒和哈羅德·尤里設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，模擬了當(dāng)時(shí)的地球環(huán)境，結(jié)果取得了重大突破。初看起來，這套裝置好像只是一堆燒瓶和試管。一個(gè)燒瓶代表蒸發(fā)的海洋，它跟另一個(gè)代表大氣層的燒瓶連在一起，這個(gè)燒瓶中的電極可以放電，模擬大氣中的閃電，最后通過冷凝器將相關(guān)生成物凝結(jié)，返回到燒瓶中。

      也許是受到了“創(chuàng)世紀(jì)”的啟發(fā)，這個(gè)涉及生命起源的實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了七天，最后，代表海洋的燒瓶慢慢開始變成深褐色，充滿似乎有毒的污泥。這些污泥有很高的毒性，包含大量的氰化物。但還包含一些不同尋常的物質(zhì)，這些有毒的化學(xué)物質(zhì)中含有氨基酸，而氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成部分，而生物體由蛋白質(zhì)構(gòu)成，它們組成了骨骼、毛發(fā)和皮膚。

      這是個(gè)重大突破，但也只是通往生命歷程的一小步。在他們保存下來的實(shí)驗(yàn)樣品中，氨基酸沒有能夠結(jié)合起來組成蛋白質(zhì)。只是構(gòu)成了被稱為“單體”的簡單分子。