距地球上第一種生物從無生命物質(zhì)誕生，至今已近40億年，但最初的生命是如何出現(xiàn)的，至今仍是個(gè)謎。那些相對(duì)簡(jiǎn)單的分子，最初如何從“原始湯”里創(chuàng)生出來，并形成越來越復(fù)雜的化合物?這些化合物又如何開始進(jìn)行能量代謝，并完成自我復(fù)制(這兩者是定義生命的兩個(gè)特性)?當(dāng)然，在分子水平上，所有這些步驟都是化學(xué)反應(yīng)，也正因?yàn)槿绱耍?ldquo;生命從何而來”成了一個(gè)化學(xué)問題。
關(guān)于這個(gè)問題，對(duì)科學(xué)家的挑戰(zhàn)不再是構(gòu)想出那些看似合理的假說，因?yàn)檫@樣的假說已經(jīng)太多了。例如，有研究者推斷，在第一種能夠自我復(fù)制的聚合物(類似DNA或蛋白質(zhì)一類的分子，是由許多更小單位構(gòu)成的長(zhǎng)鏈)的形成過程中，泥土等礦物質(zhì)可能起到了催化劑的作用。還有人認(rèn)為，正是因?yàn)樯詈崛丛床粩嗟靥峁┠芰浚艜?huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)。此外，還有研究者提出，地球上曾存在一個(gè)RNA(核糖核酸)世界，這個(gè)世界出現(xiàn)在DNA和蛋白質(zhì)誕生之前。在這個(gè)世界中，DNA(脫氧核糖核酸)的近親RNA(它可以被看作是一種酶，并且可以像蛋白質(zhì)那樣催化化學(xué)反應(yīng))無處不在。
我們現(xiàn)在要做的就是，找到一種方法，在加熱的容器里面觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)，驗(yàn)證上面提到的那些假說�？茖W(xué)家已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，研究表明，一些化學(xué)物質(zhì)可以自發(fā)排列，形成更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——例如氨基酸，還有眾所周知的核苷酸(nucleotides，DNA的組成單元)。2009年，現(xiàn)供職于英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)劍橋分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的約翰·薩瑟蘭德(John Sutherland)所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證實(shí)，在“原始湯”中，確實(shí)可能存在自發(fā)的核苷酸合成過程。
其他一些科學(xué)家則著重研究了特定RNA類似于酶的催化特性，為“RNA世界假說”提供了一些證據(jù)。通過這些步驟，科學(xué)家也許可以弄清楚，無生命物質(zhì)如何轉(zhuǎn)變成能自我復(fù)制、自我維持的系統(tǒng)，從而填補(bǔ)生命進(jìn)化史上的這個(gè)缺失環(huán)節(jié)。
由于科學(xué)家對(duì)太陽系奇特而豐饒的環(huán)境有了更深的認(rèn)識(shí)——火星上曾經(jīng)存在過液態(tài)水;土星衛(wèi)星泰坦(Titan，土衛(wèi)六)上有著甲烷海洋;木星衛(wèi)星歐羅巴(Europa，木衛(wèi)二)和加尼米德(Ganymede，木衛(wèi)三)的冰層之下，似乎潛藏著冰冷的咸海，因此地球生命的起源似乎只是一些宏大問題的一部分：在哪些環(huán)境中，生命才會(huì)出現(xiàn)?生命的化學(xué)基礎(chǔ)可以有多大的不同?過去16年，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了500多顆圍繞著其他恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽系外行星，這些光怪陸離的外星世界也讓前述問題變得更加迷人。
這些發(fā)現(xiàn)促使化學(xué)家展開想象，去創(chuàng)想原始生命可能的化學(xué)構(gòu)成。例如，美國航空航天局(NASA)一直認(rèn)為，液態(tài)水是生命存在的先決條件，但現(xiàn)在科學(xué)家卻認(rèn)為不一定非得這樣。液態(tài)氨、甲酰胺(formamide，一種油狀溶劑，類似液態(tài)甲烷)或者木星上的超臨界氫(super-critical hydrogen)可不可以充當(dāng)其他生命的“水”?為什么生命必須要以DNA、RNA和蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)?畢竟，科學(xué)家已經(jīng)研制出了一些人造化學(xué)系統(tǒng)，只要有合適的組成成分，它們不需要核酸就能完成復(fù)制。從本質(zhì)上說，一個(gè)可以充當(dāng)模板進(jìn)行自我復(fù)制，并能與“復(fù)制品”分開的分子系統(tǒng)似乎就算是生命。
美國應(yīng)用分子進(jìn)化基金會(huì)的化學(xué)家史蒂文·班納(Steven Benner)說，當(dāng)我們的研究只局限于地球生命時(shí)，“我們沒法說清楚，它們之間的那些相似性(比如都會(huì)使用DNA和蛋白質(zhì))到底代表了它們來自同一祖先，還是說生命都需要是這樣”。不過，如果我們堅(jiān)持認(rèn)為，我們看到的才是真實(shí)的，“那我們的研究就太沒意思了”。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/851550.html
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