福音有聲系列 | ​遊子吟 | 生命的起源——米勒的實驗

2021-01-20 天糧坊

在生命起源問題上,創造論和進化論的觀點也截然不同。創造的模式認為從原始到高級的各種生物都是由大能的神各從其類造出來的;生命只能源於生命,各種生命皆來自永生的神。但進化模式卻認為生命是在漫長的進化過程中,由無機物變成有機物,由有機物演化出胺基酸、蛋白質,最後演化為最簡單的單細胞生物,產生了生命。和宇宙的起源一樣,地球上生命的起源已經完成,無法重複,故已超出了科學研究的範疇,無法直接用科學方法闡明。現在我們從以下幾個方面來比較一下這兩種模式在生命起源方面的合理性。


1953年,生物界發生了兩件大事。一是James Watson和Francis Crick發現了脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結構,揭開了生物遺傳的秘密。另一件事是米勒(Stanley L. Miller)從無機物中製造了胺基酸等重要的生命所必須的物質,被認為是支持生命由無機物逐漸進化而來的「無生源論」的重要科學證據。

米勒當時是芝加哥大學的研究生。他模擬人們認為的在生命出現以前的原始地面氣層的成分,在一個燒瓶中加入氫氣、甲烷和氨等還原性氣體和水蒸氣。將燒瓶密閉後插入兩支電極,通電後可以產生電火花。七天後,他從燒瓶中收集到一些有機物,其中竟有幾種胺基酸!他的實驗結果轟動了科學界。因為蛋白質是由胺基酸組成的;按恩格斯的說法,「蛋白質是生命存在的形式」。有了蛋白質,生命的產生就指日可待了。因此,人們以為米勒的實驗所揭示的也許就是生命從無機物起源過程中的重要一步,證明生命是進化論而來的。四十多年來,米勒和其他人用類似的實驗方法,利用不同的能源,如紫外光、高溫、震動波等,從還原性氣體中獲得了更多種類的胺基酸、葡萄糖、核糖以及核酸所含的幾種鹼基等生物體內的重要有機物。

然而米勒的實驗並不像當時許多人預想的那樣,拉開了創造生命的序幕。相反,對米勒的實驗的意義,人們提出愈來愈多的質疑。比如,關於反應物的濃度問題。米勒實驗中所加入的反應物(各種還原性氣體)的濃度遠遠高於原始氣層中這些氣體的實際濃度。反應物濃度低,則這種由無機物生成有機物的合成反應就難於進行,或者一旦合成後立即又會分解。

有人指出,按米勒和他的同事們所假設的原始氣層環境計算,米勒實驗中製成最多的甘氨酸的分解速度比合成速度快,因此在原始大氣層中形成的甘氨酸的97%在抵達地面之前就分解了,剩下的少量甘氨酸要擴散到三十英尺深的深海中才不致被紫外光破壞。

再則,有人推算,米勒實驗中的電火花在兩天內提供的能量相當於原始地球表面四千萬年所接受的能量的總和。也就是說,米勒在燒瓶中觀察到的化學反應,在實際原始氣層中是難於發生的。

李志航博士指出,「怪不得連從事此項研究的Brooks與Shaw兩人都得承認:『這些實驗宣稱是無生物的合成結果,實際上卻是借著有高度智慧與活生生的人精心設計而成功的。』」堅持進化論觀點的美國國家科學院在1984年出版的一本書內也坦承地說道:「我們能不能有一天研究出導致生命來源的化學進化過程?這個問題可能沒有答案。就算一個活細胞在實驗室裡製造出來,仍不能證明自然界在數十億年前採用同樣的步驟」7。

另外,許多生命所需的物質都有旋光性(能使偏振面旋轉的性能稱為旋光性)。糖類都是右旋的,生物所必需的二十種胺基酸全是左旋的。但米勒等人得到的胺基酸卻是右旋和左旋各佔一半。由對等的左、右旋的胺基酸變成全部左旋的胺基酸,很難用隨機機制來解釋。

然而,米勒實驗遇到的最嚴重挑戰卻是關於原始大氣層的性質問題。長期以來人們認為原始大氣是還原性的,沒有氧氣存在。由無機物合成胺基酸等的實驗也是在無氧狀態下進行的。如果有氧氣存在,這種合成作用或者不能發生,或者分解作用超過合成作用。

近一二十年來關於原始巖石及太空研究的資料指出,地球的大氣層中不一定含有大量的甲烷、氨氣等還原性氣體,而且有含氧的可能性。特別值得指出的是,無人駕駛的海盜號(Viking)太空船在火星登陸後發現,火星沒有生物存在,但火星卻有氧化性的氣層。因此,地球的原始氣層中含氧的可能性是不能排除的。雖然對於大氣中含多少氧氣才能完全阻止胺基酸等有機物的形成尚無定論,若地球的原始大氣層中確實含有氧氣的話,米勒等人的實驗的意義就當完全重估了。

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