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生命是如何起源的

没有人确切知道生命到底是如何起源的,或者这个神奇的事件到底发生在什么地方。但是,每年科学家都在向真相靠近一步。有两点几乎是肯定的,一是生命的产生出现在很久以前,二是最初的生命形式远远比如今任何一种生物都简单。

有些人相信,生物是被特别创造出来的,其最初产生仅在几千年前。但是几乎全世界的科学家们都不同意这一观点,他们认为生命开始出现于几十亿年前,当时的地球还刚刚形成不久。他们也相信生命经历了偶然的化学反应,最后形成了生物。这个过程可能不仅发生在地球上,在宇宙中的其他星球上也可能发生,并存在着生命。

核心材料

生命的形式具有不可思议的多样性,但是追根溯源,它们都用了相同的方法得以存活下来。它们都是由细胞构成的,每个细胞中都含有一套完整的基因。细胞就像是微小的泡泡,外面有一层特殊的膜将之与外部世界隔离开来。细胞可以利用其周边环境中的能量,进行繁殖和生长。基因是更为重要的物质,其中包含了构成细胞并使之运作的所有信息,它们可以自行复制,在细胞繁殖时可以将信息传递下去。

为了弄清楚生命的起源,科学家们试着猜测细胞和基因的由来。由于这两者的结构都是非常复杂的,因此它们的形成几乎不可能是出于偶然。它们可能是从更简单的构造一步一步发展而来的。经过很长一段时间和随机的化学反应,可能就构建起生命所需的基本材料。

神秘的世界

50多年前,有一位美国的化学家斯坦利·米勒进行了一个实验,旨在模拟早期地球上的情况。经过完全随机的反应后,一些以碳元素为基础的化学物质开始生成,这些化学物质在现今的生物体内也可以找到。米勒的实验结果轰动一时,不过此后,科学家们有了更多引人注目的发现。含有碳元素的化学物质被发现存在于陨星和彗星中,甚至在宇宙间也发现了这类物质。这些物质远远简单过任何一种基因,虽然它们是完全没有生命的,但它们是构成生命体的一种化学元素。

最近,有一些研究人员指出,来自宇宙的化学物质可能曾经激活了地球上生命起源的历程。也有些研究人员甚至提出,有生命的微生物很有可能就是来自于地球以外的宇宙空间。 但是大部分科学家倾向于认为地球上的生命是土生土长的。随着含碳的化学物质变得日益多样和复杂,生命在一个受庇护的环境中逐渐形成了。

在早期的地球上,到处分布着火山,陆地上一旦有结构比较复杂的化学物质生成,也很快被火山爆发毁灭了。相较而言,海洋是比较安全的地方,海水适宜溶解化学物质,并使得它们可以产生反应。在几百万年的历程中,雨水将化学物质冲进了大海,于是很多含碳物质开始渐渐形成,酝酿出通常被称为“原始汤”的物质。

在海底,火山气体从热液喷口中以气泡形式散发出来。这类喷口很有可能是生命体最早出现的地方。

化学工场

广阔的大海有利于化学物质的混合,但并不是适宜复杂分子形成的理想场所。很多科学家认为,海床上或者岩石的洞穴中是较为合适的地方。岩石晶体成为了化学工场,使得大分子得以形成。与此同时,溶解的矿物质也可能为它们原子之间的连接提供了所需的能量。在这些矿石中有大量的热液喷口,这也使生物学家们相信这里可能是生命的摇篮。

在生命确切出现之前,即前生命时代的很长一段时间中,大量随机的化学反应制造了各种含碳元素的分子。有些分子可能充当了催化剂的角色,使得化学反应加速了几千倍甚至几百万倍。在某一时刻,一项重大的事件发生了——出现了一个可以自行复制而且可以存活足够长的时间来进行“繁衍”的分子。从这一刻起,生命就开始起步了。

共享过去

至此的所有内容都只是猜测,没有一点是可以被证明的。但是在生命出现以后,有证据显示其很快就遍布了整个海洋。称为“叠层”的细菌堆化石,被认为形成于34亿年前。虽然其全盛期已经过去很久了,但是现今仍然存在活的叠层石。

生命在久远历程中,进化出了几百万个不同的物种,但是它们都拥有相同的细胞膜,它们的基因也具有完全相同的化学编码。这几乎可以肯定,如今的生物在远古时代有着同一个祖先——很久以前在海洋中形成的生命。

活的叠层石在澳大利亚的鲨鱼湾沿线分布。叠层石是地球上最为古老的生命迹象之一。