探索:來自宇宙的化學物質,可能曾經激活了地球上生命起源!

2020-12-05 百科三鬥米

生命是如何起源的

達爾文的生命起源和演化

沒有人確切知道生命到底是如何起源的,或者這個神奇的事件到底發生在什麼地方。但是,每年科學家都在向真相靠近一步。有兩點幾乎是肯定的,一是生命的產生出現在很久以前,二是最初的生命形式遠遠比如今任何一種生物都簡單。

有些人相信,生物是被特別創造出來的,其最初產生僅在幾千年前。但是幾乎全世界的科學家們都不同意這一觀點,他們認為生命開始出現於幾十億年前,當時的地球還剛剛形成不久。他們也相信生命經歷了偶然的化學反應,最後形成了生物。這個過程可能不僅發生在地球上,在宇宙中的其他星球上也可能發生,並存在著生命。

核心材料

生命的形式具有不可思議的多樣性,但是追根溯源,它們都用了相同的方法得以存活下來。它們都是由細胞構成的,每個細胞中都含有一套完整的基因。細胞就像是微小的泡泡,外面有一層特殊的膜將之與外部世界隔離開來。細胞可以利用其周邊環境中的能量,進行繁殖和生長。基因是更為重要的物質,其中包含了構成細胞並使之運作的所有信息,它們可以自行複製,在細胞繁殖時可以將信息傳遞下去。

為了弄清楚生命的起源,科學家們試著猜測細胞和基因的由來。由於這兩者的結構都是非常複雜的,因此它們的形成幾乎不可能是出於偶然。它們可能是從更簡單的構造一步一步發展而來的。經過很長一段時間和隨機的化學反應,可能就構建起生命所需的基本材料。

神秘的世界

50多年前,有一位美國的化學家斯坦利·米勒進行了一個實驗,旨在模擬早期地球上的情況。經過完全隨機的反應後,一些以碳元素為基礎的化學物質開始生成,這些化學物質在現今的生物體內也可以找到。米勒的實驗結果轟動一時,不過此後,科學家們有了更多引人注目的發現。含有碳元素的化學物質被發現存在於隕星和彗星中,甚至在宇宙間也發現了這類物質。這些物質遠遠簡單過任何一種基因,雖然它們是完全沒有生命的,但它們是構成生命體的一種化學元素。

南極「失落的隕石」

最近,有一些研究人員指出,來自宇宙的化學物質可能曾經激活了地球上生命起源的歷程。也有些研究人員甚至提出,有生命的微生物很有可能就是來自於地球以外的宇宙空間。但是大部分科學家傾向於認為地球上的生命是土生土長的。隨著含碳的化學物質變得日益多樣和複雜,生命在一個受庇護的環境中逐漸形成的了。

在海底,火山氣體從熱液噴口中以氣泡形式散發出來。這類噴口很有可能是生命體最早出現的地方。

在早期的地球上,到處分布著火山,陸地上一旦有結構比較複雜的化學物質生成,也很快被火山爆發毀滅了。相較而言,海洋是比較安全的地方,海水適宜溶解化學物質,並使得它們可以產生反應。在幾百萬年的歷程中,雨水將化學物質衝進了大海,於是很多含碳物質開始漸漸形成,醞釀出通常被稱為「原始湯」的物質。

化學工場

廣闊的大海有利於化學物質的混合,但並不是適宜複雜分子形成的理想場所。很多科學家認為,海床上或者巖石的洞穴中是較為合適的地方。巖石晶體成為了化學工場,使得大分子得以形成。與此同時,溶解的礦物質也可能為它們原子之間的連接提供了所需的能量。在這些礦石中有大量的熱液噴口,這也使生物學家們相信這裡可能是生命的搖籃。

在生命確切出現之前,即前生命時代的很長一段時間中,大量隨機的化學反應製造了各種含碳元素的分子。有些分子可能充當了催化劑的角色,使得化學反應加速了幾千倍甚至幾百萬倍。在某一時刻,一項重大的事件發生了——出現了一個可以自行複製而且可以存活足夠長的時間來進行「繁衍」的分子。從這一刻起,生命就開始起步了。

澳大利亞疊層石

活的疊層石沿著澳大利亞的鯊魚灣沿線分布。疊層石是地球上最為古老的生命跡象之一。

共享過去

活的疊層石

至此的所有內容都只是猜測,沒有一點是可以被證明的。但是在生命出現以後,有證據顯示其很快就遍布了整個海洋。稱為「疊層」的細菌堆化石,被認為形成於34億年前。雖然其全盛期已經過去很久了,但是現今仍然存在活的疊層石。

在生命的久遠歷程中,進化出了幾百萬個不同的物種,但是它們都擁有相同的細胞膜,它們的基因也具有完全相同的化學編碼。這幾乎可以肯定,如今的生物在遠古時代有著同一個祖先——很久以前在海洋中形成的生命。

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