生命来自何方

陈重威

千古之谜

科学家告诉我们，如果用1天24小时来比喻从地球起源直至今天的漫长进程，那么，地球形成是在零点(约46亿年前)；最古老，的原核生物出现在凌晨4点(约38亿年前)；中间有一段很长的对间，地球上一直十分平静，直至晚上9点15分(约5亿4千万年前)的寒武纪生命大爆发，出现了大量的各种各样的高级生物：哺乳动物出现在晚上23点加分；而人类登场则是在最后的1分多钟。

生命无疑是我们居住的这颗浅蓝色星球上最亮丽的风景。但是，地球上的生命究竟起源于何方，它如何会出现在地球上，也就是生命的起源在哪里呢?我们的古人认为“肉腐出虫，鱼枯生蠢”，也就是说，生命是从无生命物质自然发生的。无独有偶，古希腊科学家亚里士多德也认为生命是自然发生的。他举例说：“有些鱼就是由淤泥及砂砾发育而成的。”直到中世纪，西方还有人认为“池塘里的雾气能繁殖出青蛙”，“树叶落入水中会变成鱼，落在地上则变成鸟”。今天的你一定会觉得这是多么荒唐可笑。

生命起源这一千古之谜是如此的迷人，让达尔文也曾对此作过粗略的猜测；他认为在原始地球上，形成生命的物质会在一个温暖的小池塘中慢慢形成。但是他的说明也仅此而已。对于这个问题，在整个19世纪还没有人提出过系统而科学的说法，直到20世纪。

来自海洋

有科学家认为，生命是随着原始大气的诞生而开始孕育的。在原始地球的温度逐渐下降以后，经过了极其漫长的时间，简单的无生命的气体分子，在吸收了自然界中各种形式的能量后。变得越来越复杂，最终诞生了生命。

为了证实这一点，美国科学家米勒做了一个著名的模拟实验。他用一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，在它的上方有一个球形空间，里面含有氢气、氨气、甲烷和水蒸气等原始地球的大气成分。米勒先给烧瓶加热，使水蒸气通过导管进入球形空间，并在球形空间外通过两个电极放电产生电火花，以此模拟原始天空中的闪电，激发密封装置中的不同气体发生化学反应。球形空间下部的冷凝导管能让反应后的产物和水蒸气冷却形成液体，又流回烧瓶底部，以此模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后，米勒在分析冷凝水的化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物。

生物学家告诉我们，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是构成生命的重要物质。米勒的这一实验证实，生命起源的第一步。即从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。但是，有机多分子体系演变为原始生命，这一生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，应该是在原始海洋中形成的。因为在原始地球的大气中还没有臭氧层，只有依靠海水的庇护，才能有效防止强烈的紫外线杀死原始的生命。目前，科学家还不能在实验室里验证这一过程。

从天而降

20世纪70年代，关于地球生命的起源有了不同的说法。有科学家认为，地球上的生命很可能来自浩瀚的太空。其实，早在1908年，一位瑞典化学家就曾提出过类似的假说。他认为，带有生命的孢子在太阳光的压力下，从太空来到了地球，并在地球上孕育出了最初的生命。但他的这一见解并不为大多数科学家所接受。因为宇宙空间中的强烈紫外线和各种高能射线以及极低的温度，对裸露于其中的所有生命都是致命的。即使有侥幸成活的生命，哪怕是最简单的细菌，在它们随着陨石穿越大气层到达地球表面的过程中，也会因温度太高而被杀死。因此，像微生物孢子这一水平的生命形态是不可能从天而降的。

1969年9月28日，有一颗炭质陨石坠落在澳大利亚的麦启逊镇。科学家发现。这颗陨石中竟然含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必需的。而随着人类对宇宙的不断探索，科学家发现，太空并不是我们所想象的是空的，太空中存在着大量的物质。其中就含有可以形成生命的有机物。这些惊人的发现，让一批科学家重新提出生命来自太空的说法。他们认为，生命的胚种早在太阳系甚至银河系形成之初就已经出现了，然后经由陨石和彗星带到地球上，在地球上孕育出生命。

海蒂“黑烟”

人们通常以为，海越深水温越低，可事实并不都是这样。1977年，美国的“阿尔文”号深潜器在东太平洋下潜时，令人吃惊地发现，那里的洋中脊存在着海底热液口，温度高达300℃，富含硫化物的高温热液如“黑烟”般地喷出，冷却后形成了一个个“黑烟囱”，竖立在海底。以后的调查，又在各大洋的洋中脊分别发现了不同类型的“黑烟囱”。其中。2007年首次在西南印度洋中脊发现海底“黑烟囱”的。是我国的“大洋一号”科学考察船。原来，在地球的深海海底，沿着地球深部的“窗口”，有着另一个奇特的世界。当海水沿着裂缝，渗入由岩浆凝固而成的玄武岩层时被再次加热，产生大量含有有毒金属物质的硫化氢，在地球内部的高温高压作用下，在岩层中形成长达20米的通道，并从通道口释放出混有复杂物质的浓浓“黑烟”。

人们曾经认为，这样的环境过于酸化，不可能存在任何生物。但美国海洋学家却惊奇地发现，在“黑烟囱”的周围，生活着一群以硫细菌为基础、以管状蠕虫为代表的兴旺发达的生物群落，其中包括蛤类、虾、失去眼睛的蟹等等。它们生活在一个高温、高压、缺氧、偏酸和从来没有阳光的环境中。它们依靠地球内部的能量即地热的支持，通过化学合成作用生产有机质，构成“黑暗食物链”。具体地说，就是首先由硫细菌利用热泉喷出的硫化物获得能量，去还原二氧化碳而制造有机物，然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。“黑烟囱”一天可以长30厘米，但长得快，倒得也快。有趣的是，热液生物也生长神速，那里的蛤类有一尺大，管状蠕虫可以有3米长。对于它们，人类完全缺乏了解。

生命乐园

深海“黑烟囱”及其生物群的发现，为生命起源的研究开拓了新途径。1871年，达尔文曾经猜测，形成生命的物质会在一个温暖的小池塘中慢慢形成，但一直未能给予证实，而海底热液区的发现则为它带来了希望。因为那里的温度梯度非常大，刚喷出的热液是300℃，而周围海底的水温是2℃～4℃；那里的溶液酸碱程度和氧化还原点也有极大的梯度；而这样的环境条件是最容易形成和进行化学反应的，更何况“黑烟囱”上有着各种各样的物质。因此。目前大多数科学家相信，生命很可能起源于海底的热液口。美国生物学家在那里采集到了一种被称为“产烷生物”的微生物，它们制造甲烷，依靠岩层通道释放的氢生存。这是否意味着某种生命物质在地球释放气体的过程中产生出来了?这些微生物向人们展示了地球原始生命的生存方式。但地球最早的居民就是这些“产烷生物”吗?这一切还有待于证实。

更有趣的是，科学家在大西洋深海热液口发现，有一种虾虽然没有眼睛，但背上却有一条感光区，对蓝绿光极为敏感。在黑暗的大洋深处，为什么要感光?难道深海中有光吗?为了探明这点，他们在2000米深的海底曾关闭深潜器灯光5分钟，结果，在热液口拍摄到了光。这是一种物理现象，当喷出的热液温度很高时可以发出光来。而这种光显然被最早的某一种生物利用了。而这种生物的优越性就显示出来了。把生物的演化往前推进了。这意味着不仅生命，而且连光合作用也有可能起源于深海。

但是，生命起源于海底热液口的观点。还是遭到了部分化学家质疑。他们认为，组成原始单细胞的生物分子，例如脱氧核糖核酸即DNA、蛋白质等，是不可能在产生黑烟、又酸又热的物质里合成的。因为一旦生物分子在350摄氏度的高温中开始相互作用，其活性会大大降低。显然，人类离揭开生命起源这一亘古之谜，还有一段艰难的科学历程。

但可以肯定的是，在我们目前已知的宇宙中，也许我们居住的这颗蓝色的星球，是生命的唯一的乐园，因此请保护我们的地球，珍惜地球上的生命。