提到生命的起源,相信很多朋友會想到達爾文的進化論。物種會進化這一點兒不假,但是一個物種想要完全進化成另外一個物種這是極其困難的,即便能夠成功也需要非常非常漫長的演化過程。
咱們在之前的文章中提到過,前年的時候,美國的一個由100多位世界跨國頂尖的科學家組成的基因研究項目組公布了他們的最新發現。他們通過對地球上10萬種生物,以及美國國家基因銀行裡的500萬個DNA斷片進行研究後發現,地球上90%的生物其實都是在10~20萬年前的某一個時間突然出現的。
突然出現!這完全有悖生物學的最最最基礎的理論——達爾文的進化論。至少在物種多樣性上來說就直接K.O.掉了進化而來的可能性,因為很顯然,短時間內進化出大批的物種是不可能完成的任務。
那麼,生命到底是如何起源的呢?生命起源的方式是不是對物種的多樣性已經起了決定性的作用呢?
其實,關於生命起源的假說有很多,包括起源於地球、起源於外星文明和起源於外太空,當然也包括神創論。不過今天,咱們只從科學的角度探討生命起源的問題,神創論咱們就不做討論了,而且筆者一直認為所謂的「神」和外星文明就是一碼事兒。咱們今天主要討論一下生命到底是起源於地球還是外太空這兩類假說。
我們知道,地球形成之初是沒有有機物存在了,但是如果在地球的原始狀態下能夠自然形成一些構成生物的有機物,那麼地球就有可能在自然的條件下產生生命。
為此,科學家們做了一個實驗,這就是著名的米勒-尤裡實驗。實驗通過模擬地球上當時的環境、物質和氣候環境成功產生了能夠構成蛋白質和遺傳物質的胺基酸、糖類和脂類等有機化合物。
由此可見,在自然條件下,當時的地球是有可能產生有機物、進而產生生命的。不過從有機物到生命物質其實還有很大的跨度,更何況這個實驗後來一直遭受質疑,是因為實驗本身模擬的地球環境可能跟當時真實的情況有差別,所以不足以證明一定能夠產生有機物。
此外,這個實驗所產生的胺基酸中,左式胺基酸和右式胺基酸的數量是差不多的。但是在實際的生命體內卻全部是由左式胺基酸組成,這就不得不讓人懷疑當時形成生命物質的胺基酸可能並不是通過這種方式產生的,而是通過其他的渠道,並且這個渠道形成的胺基酸大部分或者全部是左式胺基酸。
說到這,可能有朋友想到了彗星、隕石或者小行星撞擊地球帶來了生命物質。的確,在咱們的欄目中咱們不止一次提到過這個假說,而且科學界也正在研究這種可能性。
雖然此前的幾次關於彗星或者隕石中發現生命物質的說法都屢遭質疑,但是NASA的在這方面的研究成果還是比較有可信性的。比如,咱們之前提到過的,人類發射到太空的探測器在彗星或者小行星上已經探測到了有機化合物存在的證據。
除此之外,NASA位於馬裡蘭州的研究中心在分析一塊隕石樣本時發現了胺基酸,並且左式胺基酸佔據絕大多數。這就給生命起源於外太空提供了可能性。
既然胺基酸可能來自於隕石、彗星這樣的載體,那麼會不會其他生命物質乃至微生物也是直接來自於這些載體呢?
提到這一點,我們不得不說地球上的一些生物在極端的太空環境或者暴露在高空強紫外線下依然能夠存活的現象。比如,咱們之前提到過的水熊蟲,暴露在外太空極端的環境下轉了一圈,回到地球依然活著。再比如,一些微生物也已經證明能夠在太空這樣的極端環境下生活。而這些生物之所以會有這樣的能力,很可能跟它們身體中的源自外太空的基因有關。
為了證明這種可能性,科學家們對星際空間進行了觀測和研究。發現了非常豐富的大分子物質,包括多環芳烴和布基球。
熟悉化學的朋友應該知道,多環芳烴的結構是比較穩定的。而科學家們通過研究推測,這種物質可能在宇宙大爆炸之後的幾十億年就出現了。也就是說,宇宙空間中的多環芳烴很可能在太陽系形成之前就已經普遍存在了。
在2012年的9月,NASA在加州的實驗室,通過模星際空間的物質和環境做了一個實驗。這雖然是一個模擬實驗,但是基於NASA此前的觀測數據和精密計算,所以其精準度應該還是比較高的。
當然,實驗中的物質環境包含咱們上面提到的這兩種物質,同時還模擬了星際空間的溫度以及紫外線條件,看看他們在相互作用中會發生什麼。結果非常驚人,多環芳烴這樣穩定的物質竟然可以在如此極端的情況下發生化學變化,並且是向著生成胺基酸和核苷酸的方向變化。
我們知道,胺基酸是形成蛋白質的材料,而核苷酸就是形成DNA和RNA這樣遺傳物質的材料,這就是說在宇宙空間中就可以直接生成生命物質。
更進一步,散落在宇宙空間中的那些彗星、隕石和小行星們,很可能在穿梭於宇宙空間的時候帶上了這些生命物質在宇宙和星球之間擴散,從而起到了像宇宙之中播撒生命的作用。