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達(dá)爾文對(duì)地球早期生命的猜想也許是對(duì)的
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)新浪科技：國(guó)外媒體報(bào)道，達(dá)爾文提出過(guò)許多出色的文對(duì)想法。其中最著名的早期南京秦淮全套按摩(同城附近約vx《134-8006-5952》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)當(dāng)屬由受自然選擇驅(qū)動(dòng)的進(jìn)化論。地球上的生命大多數(shù)已知生命都可以用該理論來(lái)解釋。但他也對(duì)其它許多問(wèn)題進(jìn)行了苦苦思索。想也許對(duì)在寫(xiě)給朋友的達(dá)爾地球的猜一封信中，他提出了一種關(guān)于地球早期生命如何形成的文對(duì)理論。在約150年后的早期今天看來(lái)，這封信極其具有預(yù)見(jiàn)性，生命如同預(yù)言一般。想也許對(duì)
與人們的達(dá)爾地球的猜普遍想法不同，達(dá)爾文并非第一個(gè)提出物種會(huì)進(jìn)化的文對(duì)人。在19世紀(jì)，早期科學(xué)家針對(duì)“動(dòng)物會(huì)隨著時(shí)間的生命流逝不斷變化，比如現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿的想也許對(duì)脖子比古代更長(zhǎng)”這一理論進(jìn)行了大量探討。
達(dá)爾文的關(guān)鍵貢獻(xiàn)在于描述了“自然選擇”這一進(jìn)化機(jī)制。該理論認(rèn)為，同一物種的動(dòng)物需要為了食物、庇護(hù)所、以及繁殖后代的能力彼此競(jìng)爭(zhēng)。只有最適合所在環(huán)境的動(dòng)物才能成功產(chǎn)下后代，因此這些有益性狀可以遺傳給下一代，變得越來(lái)越常見(jiàn)。假如長(zhǎng)脖子對(duì)長(zhǎng)頸鹿有益，南京秦淮全套按摩(同城附近約vx《134-8006-5952》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)一代代過(guò)去，擁有長(zhǎng)脖子的長(zhǎng)頸鹿就會(huì)越來(lái)越多，直至達(dá)到最佳的脖子長(zhǎng)度。達(dá)爾文在1859年出版的《物種起源》中，對(duì)這一觀點(diǎn)進(jìn)行了陳述。
生物進(jìn)化這一事實(shí)透露了關(guān)于生命起源的一些線索。進(jìn)化告訴我們，看似迥異的物種其實(shí)也可能是遠(yuǎn)親，由同一位祖先進(jìn)化而來(lái)。例如，人類(lèi)目前親緣關(guān)系最近的物種是黑猩猩，我們?cè)诩s700萬(wàn)年前擁有同一位祖先。
不僅如此，目前生活在地球上的每一種生物最早都可追溯至同一祖先，名叫“最后的共同祖先”，生活在逾35億年前、地球剛剛形成之時(shí)。
然而，進(jìn)化論只解釋了已知生命變化的方式和原因，并未講述地球上的首個(gè)生命是如何形成的。
生命是如何開(kāi)始的？
對(duì)生命起源的研究直到上世紀(jì)50年代才開(kāi)始。當(dāng)時(shí)，已經(jīng)有許多科學(xué)家懷疑，生命起始于海洋。他們認(rèn)為，在剛剛誕生的地球上形成了大量碳基化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)溶解在海洋中后，變得越來(lái)越稠密、濃度越來(lái)越高，這就是所謂的“原始湯”。這一理論由蘇聯(lián)生物學(xué)家亞歷山大•奧巴林（Alexander Oparin）提出。1953年，一位名叫斯坦利•米勒（Stanley Miller）的美國(guó)學(xué)生證明，可以在一套模擬原始海洋和大氣條件的簡(jiǎn)單裝置中合成氨基酸，即蛋白質(zhì)的基本組件。
幾十年間，“生命起源于海洋”的理論始終處于主導(dǎo)地位。但這其中存在一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題：海洋的體積極其龐大，除非有數(shù)量驚人的碳基化學(xué)物質(zhì)，否則這些物質(zhì)可能會(huì)分散在海洋各處，歷經(jīng)多年都無(wú)法相遇。“水太多，分子太少。”劍橋醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物實(shí)驗(yàn)室的克勞迪婭•邦非奧（Claudia Bonfio）指出。
還有一種被廣泛探討的理論認(rèn)為，生命也許起源于堿性熱泉之中，類(lèi)似于大西洋中部的“失落的城市”。富含礦物質(zhì)的熱水從海床底部的巖石中汩汩流出，形成了怪異的白煙。這些熱泉提供的豐富化學(xué)能也許為第一批生物的誕生提供了能量。但今年5月發(fā)表的一項(xiàng)研究指出，在堿性熱泉條件下“尚未證明能夠直接合成氨基酸或核酸堿基”，而這兩種物質(zhì)對(duì)于我們所知的生命形式而言都不可或缺。
于是，我們又將目光投向了達(dá)爾文的理論。
給朋友的一封信
達(dá)爾文在1871年寫(xiě)給朋友的一封短信中介紹了自己的理論。
達(dá)爾文從未在書(shū)中寫(xiě)過(guò)生命是如何起源的，但他曾在私下里提出過(guò)猜想。最關(guān)鍵的文件是他在1871年2月1日寫(xiě)給好友、自然學(xué)家約瑟夫•道爾頓•胡克（Joseph Dalton Hooker）的一封信。這封信很短，只有四段話，而且由于達(dá)爾文字跡潦草，很難讀懂。信中在簡(jiǎn)單討論了近期針對(duì)霉菌開(kāi)展的一些實(shí)驗(yàn)后，達(dá)爾文簡(jiǎn)要介紹了一項(xiàng)假說(shuō)的開(kāi)頭部分：
“經(jīng)常有人說(shuō)，第一個(gè)生命誕生所需的全部條件如今都已經(jīng)具備，也許過(guò)去也一直具備。但假如（這是個(gè)很不簡(jiǎn)單的‘假如’）我們可以讓某個(gè)溫暖的小池塘具備氨氣、磷酸鹽、光、熱、電等條件，然后形成了某種蛋白質(zhì)化合物，這種化合物再經(jīng)歷某些更加復(fù)雜的變化。放在現(xiàn)代，該物質(zhì)會(huì)被立刻吞食或吸收掉。但在生物誕生之前，情況就不會(huì)這樣了。”
這段話需要費(fèi)點(diǎn)工夫來(lái)理解，因?yàn)橛泻脦c(diǎn)想法被雜糅在了一起，就好像達(dá)爾文是在一邊寫(xiě)、一邊琢磨一樣。不過(guò)它的核心觀點(diǎn)其實(shí)很簡(jiǎn)單。
達(dá)爾文提出，生命不是在開(kāi)闊的海洋中、而是在陸地上的一個(gè)小型水體中形成的，其中富含各種化學(xué)物質(zhì)。這和“原始湯”理論本質(zhì)相同，但有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：隨著水在溫暖的白天不斷蒸發(fā)，溶解在池塘中的化學(xué)物質(zhì)的濃度也會(huì)隨之提高。生命所需的化學(xué)物質(zhì)也可以在光、熱和化學(xué)能的共同驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始合成。
達(dá)爾文的想法在很多方面都極其不完善，但我們并不能責(zé)怪他，畢竟在他寫(xiě)下這段話的時(shí)候，科學(xué)家還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)DNA等核酸，生物學(xué)家對(duì)基因還一無(wú)所知，細(xì)胞內(nèi)部的運(yùn)作機(jī)制也仍然成謎。達(dá)爾文猜想，生命起源于蛋白質(zhì)，但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有人清楚蛋白質(zhì)究竟是什么。一直到1902年，科學(xué)家才弄明白，蛋白質(zhì)原來(lái)是由氨基酸構(gòu)成的長(zhǎng)鏈。
但達(dá)爾文的基本構(gòu)思至今仍是科學(xué)家研究的對(duì)象。并且許多研究人員相信，這是目前為止對(duì)生命起源的最佳解釋。
熱與光
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的莉娜•文森特（Lena Vincent）所做的研究可以與“池塘說(shuō)”兼容，不過(guò)她更傾向于持開(kāi)放態(tài)度。她一直在嘗試合成能夠復(fù)制自身的化學(xué)物質(zhì)組合。例如有一對(duì)名為A和B的化學(xué)物質(zhì)，分別可以合成對(duì)方，即A可以制造出B、B可以制造出A。這樣一對(duì)化學(xué)物質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制，但必須在二者都存在的情況下才能成功，單獨(dú)一種則不行。實(shí)踐中用到的化學(xué)物質(zhì)組合比這要復(fù)雜得多，但基本原理是相同的。
最關(guān)鍵之處在于，文森特是在礦物質(zhì)表面開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的。如果關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)位于礦物質(zhì)表面，“就更容易發(fā)生反應(yīng)、與彼此接觸。”這些化學(xué)物質(zhì)為了附著在礦物質(zhì)上，還會(huì)與彼此進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。“我們認(rèn)為，這樣產(chǎn)生的環(huán)境可以創(chuàng)造出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，說(shuō)不定就是進(jìn)化的前身。”而自然界中的池塘表層本身就覆蓋著黏土等礦物質(zhì)。
還有許多證據(jù)顯示，陽(yáng)光中的紫外輻射也可以驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)的形成，特別是RNA。RNA與DNA類(lèi)似，科學(xué)家認(rèn)為它在早期生命的形成中扮演了關(guān)鍵角色。這種過(guò)程只能在光照充足的環(huán)境中發(fā)生。而在這一點(diǎn)上，小池塘無(wú)疑比深海更占優(yōu)勢(shì)。
劍橋醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的約翰•薩瑟蘭（ John Sutherland）在相關(guān)研究中發(fā)揮了重要作用。他于2009年證實(shí)，利用紫外線輻射等簡(jiǎn)單處理手段，在RNA的四種基本構(gòu)件中，有兩種都可以由簡(jiǎn)單的碳基化學(xué)物質(zhì)形成。在此之后，他又證實(shí)，如果對(duì)處理方法稍加改動(dòng)，這些初始化學(xué)物質(zhì)還可以形成蛋白質(zhì)的基本構(gòu)件、或者構(gòu)成細(xì)胞外膜的脂質(zhì)。
“他正在逐漸具備合成復(fù)雜核酸長(zhǎng)鏈的完整條件。”明尼蘇達(dá)大學(xué)的凱特•艾達(dá)馬拉（ Kate Adamala）指出。
最后，陸地上的池塘在炎熱環(huán)境下會(huì)接近干涸、下雨時(shí)再被重新注滿，如此周而復(fù)始。這種干濕循環(huán)看似無(wú)關(guān)緊要，卻會(huì)對(duì)生命相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生重大影響。
例如，薩瑟蘭在2009年開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)只合成了RNA四種基本構(gòu)件中的兩種。而在2019年，德國(guó)研究人員則一次制齊了四種。他們將簡(jiǎn)單的碳基化學(xué)物質(zhì)置于熱水中的礦物質(zhì)表面，然后讓它們不斷經(jīng)歷干濕循環(huán)。如此持續(xù)幾天時(shí)間，便足以合成RNA的基本構(gòu)件了。
無(wú)獨(dú)有偶，加州大學(xué)圣克魯斯分校的戴維•迪莫（David Deamer）也證實(shí)，干濕循環(huán)可以促進(jìn)簡(jiǎn)單“原細(xì)胞”的形成（即由一層脂質(zhì)外殼包裹的RNA等生物分子）。此外，現(xiàn)任職于愛(ài)丁堡大學(xué)的瓦倫蒂娜•埃拉斯托娃（Valentina Erastova）也發(fā)現(xiàn)，在干濕循環(huán)的條件下，氨基酸會(huì)與礦物質(zhì)表面的簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)銜接到一起。
生命的搖籃
迪莫提出，“不斷波動(dòng)的火山溫泉池塘”是生命最可能起源之處。薩瑟蘭則認(rèn)為，沿隕石撞擊坑流下的小溪在坑底匯成的池塘才是生命最早出現(xiàn)的地方。目前還不清楚究竟哪種可能性更大。還有很多年輕學(xué)者表示，我們對(duì)生命的起源過(guò)程仍然所知甚少，不足以排除任何一種情況，因此不愿早早站邊。在實(shí)際研究中，仍有許多研究人員很重視“堿性熱泉說(shuō)”，盡管該假說(shuō)也存在一定問(wèn)題。
不過(guò)有一點(diǎn)很清楚：達(dá)爾文的觀點(diǎn)極具前瞻性。他成功預(yù)見(jiàn)到，必須有一系列化學(xué)物質(zhì)集中在一個(gè)小規(guī)模空間中，并且需要一個(gè)能量源來(lái)驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)。
“就像達(dá)爾文的許多觀點(diǎn)一樣，”文森特指出，“‘溫暖的小池塘’假說(shuō)也‘很有先見(jiàn)之明’。”
文森特表示，達(dá)爾文在信中還提到了另一點(diǎn)，而這一點(diǎn)的重要性被人們“大大低估”了。“在這個(gè)溫暖的小池塘中發(fā)生的反應(yīng)也許很容易發(fā)生，因此其實(shí)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行。而我們之所以沒(méi)能觀察到這一點(diǎn)，也許是因?yàn)椋慨?dāng)自然條件下合成了一個(gè)新蛋白質(zhì)或類(lèi)似分子，就被一只饑腸轆轆的細(xì)菌吞噬掉了。”
“我們討論生命起源時(shí)，總把它當(dāng)成一件發(fā)生在遙遠(yuǎn)過(guò)去的事情，”文森特表示，“但也許此時(shí)此刻，這件事情就在發(fā)生。”