一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

第五章:如何造出一個細胞

21世紀初,生命起源學界有兩大主流學說。RNA世界理論的支持者相信,生命是從能夠自我複製的分子開始的;而認為新陳代謝能力最先出現的科學家則詳細地解釋了生命在深海熱泉中的起源過程。不過在此期間,第三種理論也開始悄然興起。

地球上的所有生物都是由細胞組成的。細胞就像一個個又濕又軟的小球,外面包裹著細胞壁或細胞膜。

細胞的作用在於,把生命的必備物質聚集在一起。如果外膜破裂,內容物流出,細胞就會死亡。這層外膜具有極其重要的意義,因此有一些研究人員認為,細胞膜肯定是最先出現的部分,無論是“基因論”還是“新陳代謝論”,都對人造成了誤導。義大利羅馬第三大學的皮爾·里基·里斯(Pier Luigi Luisi)便是這種觀點的支持者。

里斯的理由很簡單,但又難以辯駁。無論是新陳代謝系統還是能自我複製的RNA,都需要大量化學物質才能進行,如果你沒有裝納這些分子的容器,怎么可能實現這些過程呢?

這樣看來,生命的起源似乎只有一種可能。在熾熱、動盪的早期地球上,幾種化學物質通過某種方式,形成了天然的細胞,又稱“原始細胞”(protocells)。問題是,我們如何才能在實驗室中造出一個簡單的活細胞呢?

里斯的學說可以追溯到亞歷山大·奧巴林生命在起源學剛剛出現時提出的理論。奧巴林提出,一些特定的化學物質會形成液滴狀結構,將其它化學物質包含在內。里斯認為,這些液滴狀結構便是最早期的原始細胞。

任何油狀物質在水中都會形成液滴。由於這些物質被統稱為“脂類”,該學說也就被稱作“脂類世界學說”。但僅有這些液滴是不夠的。液滴必須足夠穩定,必須能以分裂的形式生成“子液滴”,還必須能對進出其中的化學物質加以控制。而現代細胞需要在複雜的蛋白質幫助下才能實現這些功能。挑戰在於,如何才能正確地製造出原始細胞呢?雖然里奇在長達十幾年的時間裡嘗試了多種原材料,但結果都不盡如人意。

1994年,里斯提出了一個假設:最初的原始細胞中一定含有RNA,並且這些RNA可以在原始細胞內部實現自我複製。這個假設十分大膽,而且意味著里斯放棄了最初的“細胞膜論”。但里斯這么做是有充分的理由的。如果細胞只有外膜,內部沒有基因,它擁有的功能便十分有限。它或許還可以分裂成子細胞,但無法向後代傳遞任何與自己相關的信息。只有擁有了基因,細胞才能進一步演化、變得更加複雜。

該理論很快便獲得了傑克·紹斯塔克的鼎力支持。在第三章中,我們曾介紹過他對RNA世界假說所做的研究。而此前由於雙方觀念不同,他們從未贊同過對方的觀點。“我們在這個問題上爭論了許多年,最終我們意識到,細胞膜和基因對細胞而言缺一不可,”紹斯塔克指出,“因此我們達成了共識:生命在起源之初,一定既有膜狀結構、又有基因系統。”

2001年,紹斯塔克和里斯進一步統一了結論。他們在發表於《自然》期刊上的一篇論文中指出,我們或許可以通過在簡單的脂類液滴中複製RNA分子,人工製造出簡單的活細胞。

這是一個激動人心的想法,紹斯塔克不久便投入到了實踐當中,做起了原始細胞的實驗。 兩年之後,紹斯塔克和兩名同事終於宣布自己取得了成功。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 囊泡是指由脂類構成的簡單“容器”

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 細胞通過分裂進行繁殖細胞通過分裂進行繁殖

他們設法製成了一種囊泡狀結構,外面是兩層脂肪酸,中間包裹著液體。為了加速這些囊泡的形成,他們向其中加入了一種名叫蒙脫石的黏土微粒,結果囊泡的生成速度快了一百倍。黏土表面起到了催化劑的作用,就像酶扮演的角色一樣。

並且,這些囊泡還能吸收蒙脫石微粒、以及黏土表面的RNA分子鏈。這樣一來,原始細胞中就有了基因和催化劑,而這些都是通過一組簡單的實驗裝置實現的。

加入蒙脫石的決定並非一時興起。數十年的研究表明,蒙脫石以及類似的黏土也許在生命的起源過程中發揮了重要的作用。蒙脫石是一種常見的黏土,廣泛運用於多種產品中,如貓砂等。它是火山灰在天氣作用下風化分解的產物。而早期地球上存在大量火山,蒙脫石含量很可能十分豐富。

1986年,化學家詹姆斯·費瑞斯(James Ferris)證明了蒙脫石可以在有機分子的形成過程中起到催化劑的作用。他後來還發現,蒙脫石還能加速小型RNA分子的形成。

費瑞斯因此推測,這種看上去平平無奇的黏土或許正是生命起源的地方。紹斯塔克借鑑了這一觀點,並採用了蒙脫石來加速原始細胞的形成過程。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 最初形成的細胞中必須含有生命所需的化學物質。

一年之後,紹斯塔克的研究團隊發現,他們的原始細胞已經可以自主生長了。隨著更多的RNA進入了原始細胞中,細胞外膜受到的壓力也越來越大。為了裝下它們,原始細胞就需要吸收更多的脂肪酸、將它們融合到細胞外膜中,從而使表面積增大、減小所受的壓力。

最重要的是,它們還會從其它RNA含量較少的原始細胞中吸收脂肪酸,使後者體積不斷收縮。這說明原始細胞間也存在相互競爭關係,細胞中的RNA越多,就越占上風。

這一點實在令人驚奇。既然原始細胞可以長大,它們或許也可以分裂。那么,紹斯塔克的原始細胞能夠實現自我複製嗎?

紹斯塔克用實驗證明了這些原始細胞是可以分裂的。他讓這些細胞從狹小的孔中擠過去,結果細胞被拉成了細長的管狀,隨後分裂成了兩個“子”細胞。該方法很有說服力,因為不需要細胞器的參與,只需施加壓力就可以了。但這個方案並不完美,因為原始細胞在擠壓過程中會損失一部分內容物。並且它還暗示著,最初的細胞必須被迫從狹小的孔洞中穿過、才能實現分裂。

而事實上,使囊泡結構分裂的方法還有很多種,如用強勁的水流施加剪下應力等等。關鍵是,在原始細胞分裂的過程中,不能讓細胞內容物流出。

2009年,紹斯塔克與學生朱聽一起找到了解決方案。他們製造了一種更加複雜的原始細胞,外面包裹著好幾層細胞膜,就像洋蔥一樣。雖然聽上去很複雜,但這些細胞的製造過程其實很簡單。朱聽為細胞提供了更多的脂肪酸之後,細胞開始生長,形狀也變成了長長的桿狀。細胞變得足夠長之後,只需施加一點點剪下應力,它們就會分裂成數十個較小的子細胞。每個子細胞中都含有母細胞中的RNA分子,幾乎沒有損失任何RNA。並且子細胞長大之後,還會繼續生長、重複這一步驟。

在後續實驗中,朱聽和紹斯塔克成功找到了更多讓原始細胞分裂的方法。這個問題看似已經被解決了。不過,這些原始細胞的功能仍然不夠強大。里斯希望原始細胞能夠實現RNA複製,但到目前為止,細胞中的RNA並沒有發揮任何作用。為了證明他發明的原始細胞和地球上最先出現的生命相同,紹斯塔克還需要讓細胞中的RNA擁有自我複製能力。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 紹斯塔克的原始細胞可以在極高的溫度下存活

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 生命分子的行為方式極為複雜生命分子的行為方式極為複雜

這件事做起來可不容易。本文第三章中介紹過,雖然科學家已經努力了數十年,但依然沒能合成能夠自我複製的RNA。這也是紹斯塔克早年在研究RNA世界學說時備受質疑的一點,但無人能解決這一問題。

因此他重新閱讀了萊斯利·奧格爾的著作,後者曾在RNA世界學說上下了很大工夫。而就在這些陳舊的檔案中,他找到了一些寶貴的線索。

說到底其實並不困難。我們需要用到一條RNA鏈、以及大量游離狀態的核苷酸,然後用這些核苷酸組成與之互補的第二條RNA鏈。例如,如果第一條RNA鏈為“CGC”,那么與之互補的RNA鏈就是“GCG”。如果你將這個過程進行兩次,就能得到和第一條相同的“CGC”鏈。

奧格爾發現,在特定情況下,RNA鏈無需酶的幫助、便可按照這種方式進行自我複製。這或許正是早期生命複製基因的方法。

1987年,奧格爾已經能夠複製由14個核苷酸構成的RNA鏈了。他的研究到此為止,但紹斯塔克已經從中獲得了足夠的靈感。他的學生卡塔吉納·阿達馬拉(Katarzyna Adamala)試圖在原始細胞中實現這一反應。

他們發現,這一反應需要有鎂的存在才能進行。但問題是,鎂會對原始細胞造成破壞。不過他們用檸檬酸鹽輕鬆解決了這一問題。檸檬酸鹽廣泛存在於檸檬和柑橘中,幾乎所有活細胞中都有它們的蹤跡。

在2013年的一項研究中,他們向細胞中加入了檸檬酸鹽,發現它們會附著在鎂的表面,既保護了原始細胞,又能讓基因複製過程照常進行。換句話說,他們實現了里斯在1994年提出的預言。僅用了10年多一點的時間,紹斯塔克的團隊就取得了了不起的成就。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 地球是我們所知的唯一有生命存在的地方。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 生命需要多種多樣的化學物質。生命需要多種多樣的化學物質。

他們製造的原始細胞能夠在維持原有基因的同時、從外界吸收有用的分子。這些細胞可以生長和分裂,甚至還會與彼此競爭。細胞內部還能實現RNA複製。從各方面來看,它們都與真正的生命驚人地相似。

它們還有著頑強的生命力。2008年,紹斯塔克的團隊發現,原始細胞被加熱到100攝氏度後仍能存活下來,而大多數現代細胞都經不住這樣的高溫。這也說明原始細胞與地球上最早出現的生命十分類似,因為在接二連三的隕石撞擊下,它們必須能禁得住高溫才行。

“紹斯塔克取得了偉大的成就。”阿爾曼·穆爾基加尼安表示。紹斯塔克花了四十年時間來研究生命起源的問題。他並沒有拘泥於繁殖能力和細胞膜究竟哪個最先出現的問題,而是找到了讓這兩者幾乎同時發生的方法。這促進了生命起源理論的統一:也許所有生命功能都是同時出現的。這種新理論已經積累了大量證據,或能用現有學說解決所有問題。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 生命需要多種化學物質才能形成。

第六章:統一結論

20世紀後半葉,生命起源理論的研究人員分成了幾大陣營。每個陣營的科學家都力挺自己支持的理論,同時對其它理論加以詆毀。上一章中介紹的方法無疑是成功的,但每一種看似正確的理論都存在嚴重的問題。因此,一些研究人員如今希望能對這些理論加以統一。

這一觀點最初於幾年前提出。而人們之所以會提出它,是因為一項乍看上去支持傳統的RNA世界學說的研究結論。

2009年,RNA世界學說的支持者們遇到了一個嚴重的問題。他們無法按照早期地球可能採取的方式生成核苷酸。這使得人們懷疑,原始生命根本就不是以RNA為基礎的。

約翰·薩瑟蘭德從上世紀80年代就開始考慮這個問題了。他一直在思考,為什麼製造RNA所用的核苷酸會如此困難,並用了多年時間尋求其它解決方案。

而他的方案啟發他提出了一套激進的新理論:生命的所有關鍵成分也許是同時形成的。

“RNA中的一些關鍵化學成分就是無法組合到一起。”薩瑟蘭德指出。每個RNA核苷酸分子都是由糖類、鹼基和磷酸基團構成的。但實驗證明,我們無法將糖類與鹼基融合到一起,它們的形狀並不吻合。

因此薩瑟蘭德在實驗中使用了一些完全不同的物質。最終,他的研究團隊共採用五種簡單的分子,包括一種不同的糖、還有氨基氰(cyanamide),從名字上就可以看出,這是一種氰化物。該團隊讓這些物質進行了一系列化學反應,最終製成了四種RNA核苷酸中的兩種。

這是一次巨大的成功,薩瑟蘭德也因此聞名遐邇。很多人認為這一發現進一步證明了RNA世界學說,但薩瑟蘭德本人卻並不這么看。

“經典”的RNA世界學說認為,RNA在原始生命中承擔了所有的功能。但薩瑟蘭德認為這種可能性很小。他相信RNA起到了重要的作用,但不可能事事都由它解決。

相反,他從紹斯塔克的研究中吸取了靈感。本文第五章中介紹過,紹斯塔克將認為複製能力最先出現的RNA世界學說與里斯的“細胞膜先出現”學說結合在了一起。而桑瑟蘭德比他更進一步,提出了“所有關鍵功能同時出現”的理論。他希望能讓細胞從零開始、完整地將自己組裝起來。

他的第一條線索是在核苷酸合成過程中發現的一個奇怪的細節,一開始還被認為視作巧合。

薩瑟蘭德合成過程的最後一步,是將磷酸基團連線到核苷酸上。但他發現最好一開始就將磷酸基團加入到混合物中,因為這可以加快早期反應速度。

乍看上去,在不需要磷酸基團的時候就將其加入混合物中,容易使情況變得混亂棘手,但薩瑟蘭德發現,這種混亂的狀況反而有利於反應的進行。

這讓他不由得思考,混合物究竟該達到怎樣的混亂程度。在早期地球上,水中肯定糅雜了數百種、甚至數千種不同的化學物質,就像一堆淤泥一樣,但這種混亂程度或許也是存在最優水平的。

我們在第一章中介紹過史丹利·米勒在上世紀50年代所做的實驗,當時他使用的實驗材料比薩瑟蘭德要混亂複雜得多。其中的確含有一些生物所需的分子,但薩瑟蘭德指出,這些分子“含量極少,剩下的是大量其它類型的非生物化合物。”

薩瑟蘭德認為,這意味著米勒的實驗設定還不夠理想。他使用的物質成分過於混亂,導致真正有用的化學物質反而被埋沒其中。

因此薩瑟蘭德希望能實現一種折中情況,既不能太雜亂、導致重要物質無法發揮作用,又不能太簡單、導致反應受到限制。如果控制好這一程度,生命的幾大關鍵成分或許就可以同時出現了。

換句話說,40億年以前的地球上或許就有這么一個池塘,歷經多年變化之後,裡面的化學物質剛好達到了特定的混合水平,於是第一個細胞就形成了。

這種說法或許難以令人信服,但薩瑟蘭德找到的證據越來越多。從2009年至今,他已經證明了用來合成上述兩種RNA核苷酸分子的化學物質還可以合成多種生命所需的分子。

顯然,下一步就是合成更多的RNA核苷酸了。他目前還沒能做到這一點,不過在2010年,他合成了一些與核苷酸密切相連的、或許能夠轉化成核苷酸的分子。

2013年,他還設法合成了胺基酸的前體分子。在此次實驗中,他加入了氰化銅來幫助反應的進行。

薩瑟蘭德在實驗中多次採用了氰化物,並在2015年對它們展開了進一步研究。他的實驗顯示,同樣的化學物質組成還可以合成脂類前體分子,而脂類正是構成細胞膜的物質。這些反應需要在紫外線光的照射下進行,還需要加入硫和銅來加快反應速度。

“細胞的必備組件都可以用成分相同的化學物質來合成。”紹斯塔克指出。

如果薩森蘭德所言不假,那么過去40年間、人們對生命起源的研究就全都是錯誤的。自從發現了細胞的複雜結構,科學家就一直假設最初的細胞是逐步形成的,隔段時間出現一種新的成分。

薩瑟蘭德指出,在萊斯利·奧格爾提出RNA最先出現之後,研究人員就一直在“試圖理清不同成分出現的先後順序”。但他認為,最理想的方法還是讓所有細胞成分同時出現。

“我們所做的一切,都是對‘讓所有成分同時形成太過複雜’這個說法的挑戰。”薩瑟蘭德說道,“我們當然可以實現這一點。”

紹斯塔克懷疑,大多數試圖合成生命分子、將它們組合成活細胞的實驗之所以均以失敗告終,都是因為同一個原因:他們的實驗材料太“乾淨”了。科學家們往往只使用自己感興趣的化學物質,而不考慮早期地球上可能存在的其它物質。但薩瑟蘭德的實驗表明,只要向混合物中加入少量其它物質,便能引發更加複雜的化學反應。

而紹斯塔克本人在2005年也親自驗證過這一點。他在試圖讓原始細胞容納RNA酶的實驗中發現,酶需要在鎂的幫助下才能發揮作用,但鎂會破壞細胞膜。而他的解決方法也十分令人驚訝:在合成囊泡時,用兩種脂肪酸的混合物代替單一脂肪酸。這種混合物合成的囊泡可以不被鎂所破壞,因此囊泡內部也就可以容納RNA酶了。

不僅如此,紹斯塔克還指出,最初出現的基因也許也是一種混合物。

現代生物利用純DNA來攜帶基因,但純DNA剛開始時也許並不存在,而是RNA核苷酸與DNA核苷酸的混合物。

2012年,紹斯塔克的研究證明,這樣的混合物可以組合成一種“混合分子”,外觀和表現都與純RNA十分相似。這種混合型RNA/DNA鏈甚至還能摺疊成不同的形狀。

這說明原始生命中是否存在純DNA或純RNA並不重要。“我相信最初的聚合物應當很接近RNA,只不過成分比真正的RNA更混雜一些。”紹斯塔克說道。

不僅如此,我們在第三章中提到的TNA和PNA等分子也可能曾參與其中。我們還不知道這些物質在地球上是否存在,但如果存在的話,最初的生命也許在利用RNA分子的同時,也給它們留出了一些空間。

這已經不僅僅是RNA世界學說了,而是“大雜燴”世界學說。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 地球形成初期常常遭到隕石撞擊。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 也許生命最早是在淺海中形成的。也許生命最早是在淺海中形成的。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 溫泉也許正是生命的起源之處。溫泉也許正是生命的起源之處。

這些研究說明,第一個細胞的合成過程也許並不像我們一度以為的那樣困難。細胞確實精密複雜,但如果簡化程式、草草組裝了事,即使功能不那么完善,原始細胞照樣能夠正常運作。

這樣粗糙的細胞似乎不可能在早期地球上存活下去,但當時它們面臨的競爭並不激烈,也沒有對它們造成威脅的天敵,因此從某些方面來看,那時的生命或許反而比現在輕鬆得多。

但還有一個薩瑟蘭德和紹斯塔克均未解決的關鍵問題:最初的生物必須擁有某種形式的新陳代謝體系。畢竟,生命如果無法獲取能量,就必死無疑。

在這個問題上,薩瑟蘭德贊同邁克·拉塞爾、比爾·馬丁、以及第四章中其它“新陳代謝論”支持者的觀點。“RNA世界學說和新陳代謝論都有道理,”紹斯塔克指出,“我們必須解決新陳代謝的起源問題,化學能的來源非常關鍵。”

雖然馬丁和拉塞爾有關海底熱泉的學說是錯誤的,但他們理論中的許多方面卻十分正確,其中之一就是金屬對生命起源具有重大的影響。

自然界中的許多酶都含有金屬原子,這通常是酶中的“活性”成分,其它成分只不過起到了支持作用而已。但最初的生命不可能含有如此複雜的酶,因此它們也許會採用“赤裸裸”的金屬作為催化劑。

岡特·瓦施特肖塞此前就曾提出過,生命最初是在黃鐵礦上形成的。拉塞爾也曾強調稱,熱泉的水中富含金屬元素,可以起到催化劑的作用。馬丁在對“最後的共同祖先”生物的研究中更是發現了大量含鐵的酶。

此外,薩瑟蘭德的化學反應需要依賴銅才能進行,紹斯塔克的原始細胞中的RNA也需要鎂才能發揮功能。

這樣看來,熱泉或許真的起到了至關重要的作用。“現代生物的新陳代謝體系中確實存在鐵硫簇這樣的物質,說明生命最初有可能是在熱泉中、或熱泉周圍形成的,因為熱泉的水中富含鐵和硫。”

因此,如果薩瑟蘭德和紹斯塔克的想法正確的話,熱泉理論的一個關鍵論點就是完全錯誤的:生命不可能起源於深海之中。

“我們研究出的化學反應過程高度依賴於紫外線的照射。”薩瑟蘭德指出。而陽光是紫外線的唯一來源,因此這些反應必須在陽光下才能進行。“這就排除了生命在深海中形成的可能性。”

紹斯塔克也認為深海並非生命起源之地。“最糟糕的一點是,深海與大氣層中的化學物質完全隔絕了開來,而大氣層中有大量氰化物這樣的高能催化物質。”

不過,這些問題並沒有完全排除熱泉理論的可能性。也許這些熱泉所處的水域較淺,能夠接受陽光的照射,也能接觸到大氣中的氰化物。

阿爾曼·穆爾基加尼安則提出了另一種理論:也許生命最初是在陸地上的某個火山池塘中形成的。

穆爾基加尼安研究了細胞的化學成分,著重觀察了哪些化學物質可以被細胞吸收、哪些則會被堅決排除在外。結果發現,無論來自於哪種生物,細胞中都含有大量的磷酸鹽、鉀和其它金屬元素,但幾乎沒有鈉的存在。

現代細胞可以控制化學物質的進出,但原始細胞肯定做不到這一點,因為它們缺乏必要的細胞器。因此穆爾基加尼安認為,原始細胞形成之處所含的化學物質成分也許和現代細胞的成分差不多。

這樣一來,海洋立刻就被排除在外了。細胞中的鉀和磷酸鹽含量比海洋中高得多,鈉的含量則比海洋中少得多。相反,靠近活火山的地熱池更有可能是生命起源的地方。這些池塘中的金屬成分剛好與細胞相吻合。紹斯塔克也支持這一觀點。“我最傾向於生命是在陸地上某個地熱活動較為活躍的淺水池塘中形成的,”他說道,“這些熱泉並不是海底熱泉,而是類似於黃石公園的火山熱泉。”

薩瑟蘭德提出的化學反應在這種地方很有可能發生。這裡的化學成分恰好滿足條件,水位線時高時低、因此有些地方偶爾會幹涸,還能接收到足夠的紫外線照射。

並且紹斯塔克還表示,這樣的池塘很適合他的原始細胞生存。“原始細胞的溫度在多數時間裡都比較低,利於RNA複製和其它簡單新陳代謝活動的進行,”紹斯塔克指出,“但它們的溫度偶爾也會短暫升高,幫助RNA鏈為下一輪複製做好準備。”此外,熱水帶動的水流還能幫助原始細胞分裂。而薩瑟蘭德在研究了這些理論之後,又提出了第三種觀點:生命最初可能是在隕石撞擊處形成的。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲DNA由許多相似的核苷酸分子構成

地球在形成後的頭五億年間,常常遭到隕石的撞擊,但此後頻率便大大下降。如果撞擊規模剛好合適,也許便能創造出與穆爾基加尼安假設的池塘相似的環境。

首先,隕石的主要成分是鐵。受到隕石撞擊的區域往往含有大量的鐵和硫。並且,隕石撞擊會使地殼融化,導致了地熱活動和熱水的產生。

薩瑟蘭德想像,小溪從撞擊坑的斜坡上緩緩流下,將岩石中的氰化物溶解在水中,同時接受著來自上方的紫外線照射。每道水流中的化學成分都稍有不同,因此會發生不同的化學反應、產生不同的有機化合物。

最終,這些水流匯入了撞擊坑底部的火山池塘中,所有物質聚集到了一處,第一個原始細胞就這樣誕生了。“這是一種非常特殊的情況。”薩瑟蘭德表示。但他是在自己發現的化學反應的基礎上進行猜測的,“這是唯一能說得通的方法。”紹斯塔克並不確定兩種說法中哪種才是對的,但他認為薩瑟蘭德的理論更值得重視。

目前爭論仍在繼續,短期內依然難下定論。兩種假設都需要從化學反應和原始細胞兩個方面進行評判,如果哪種假設少了一種關鍵的化學元素、或是含有某種會破壞細胞的物質,就會立刻出局。

這也意味著在人類歷史上,我們即將首次解開生命起源這個未解之謎。

迄今為止,紹斯塔克和薩瑟蘭德提出的“所有成分共同出現”的理論僅僅是進行了一番大致的描述,但其中的每一步都得到了數十年來的實驗證據支持。

該理論對每一種生命起源學說都進行了借鑑,在博取百家之長的同時,努力解決這些理論存在的問題。

一個與地球生命起源有關的故事:人類是如何解開這個謎題(下)

▲ 這些發現改變了我們看待世界的方式

40億年前究竟發生了什麼,我們將永遠不得而知。我們只能努力提出一種符合所有證據的理論。這些證據來自於一系列化學實驗、來自於我們對40億年前地球環境的了解、以及對最早的生命形式的了解。最終,在長達一個世紀的不懈努力之後,這樣的理論終於開始逐漸成型。

這意味著,我們正在接近人類歷史上的一道重要分水嶺。這道分水嶺之後的人都將知道生命起源的真相,而在此之前的人則對此毫不知情。

在達爾文於1859年發表《物種起源》之前去世的人就不了解人類從何而來,因為他們根本沒聽過進化論的概念。但如今每個在世的人都知道,我們和其它動物其實是近親。

而如果你出生在尤里·加加林1961年進入太空之後,你就會知道,人類是可以前往其它星球的。就算我們不能親身體驗,也都知道太空旅行已經成為了現實。

這些事實都在逐漸改變著我們的世界觀,並增加了我們的智慧(這一點還有待商榷)。進化論讓我們學會了珍稀其它生命,因為它們都是我們的近親。太空旅行則給了我們從遠處欣賞地球的機會,讓我們了解到這個世界是多么獨特而脆弱。

如今在世的人中,有一部分將成為歷史上首批真正理解了生命起源的人。他們將會知道自己最古老的祖先長什麼樣子、生活在什麼地方。

這些知識將為我們帶來巨大的改變。單從科學層面來看,它將幫助我們了解生命在宇宙中是如何形成的、以及生命可能存在於哪些地方。它還將讓我們更好地理解生命的本質。但除此之外,我們尚不清楚生命起源將為我們揭露怎樣的真相。

相關知识

熱門詞條

聯絡我們