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第1节 生命起源研究的进步成果
  生命的进化和发展是一个神奇的过程,人类进化到今天,最想知道的莫过于自己由何而来?可是历史总是站在我们身后,它不言不语,任凭我们去猜测、探索。
  关于生命起源的问题一直充满着疑惑和矛盾。尽管出现了多种关于生命起源的学说,但是没有一种学说能够拿出足够的证据令人们信服。很多研究人员失望而归,即便曾经掌握了大有希望的线索,到最后还是一无所获,多年的努力付之东流。或许地球上的生命在生根发芽之前便已经在别的地方形成了。所以想要找到一个生命起源于地球的合理解释是那么困难。不过科学家经过多年的研究,虽然不能完全给出一个明确的答案,但是他们在改领域也获得的四个令人吃惊的进步。
  第一个进步是关于细胞状结构,人们发现这些结构是在原始地球上的多脂肪化合物上形成的。这一发现源于杰克•佐斯塔克、戴维•巴特尔和卢伊吉•路易斯三人长期的争论。他们争论的焦点集中在遗传体系和细胞膜在生命演变中谁是最早出现的最后他们一致认为:遗传体系和细胞膜是同时进化的。
  2001年他们在《自然》杂志上发表的论文中称:获得平行生长和分裂的原始细胞和遗传分子,并且分子被裹在原始细胞内,便可以培育出人造细胞。佐斯塔克已经取得了这个研究项目的理想成果。可能存在于原始地球上的结构简单的脂肪酸可以本能地形成与现今活细胞的两层薄膜相似的双层球体结构。
  经研究表明,小分子可以轻易进入原始细胞。但是,当它们形成大分子后则无法从原始细胞中出来。如果原始细胞可以将小DNA片段吸收进去,并以核苷酸为食,那么核苷酸会自然地进入细胞中,与另一个DNA分子建立连接。
  佐斯塔克的实验认为自然分裂的细胞是由原始地球上的化学物生成的。但是,他运用了一些相当复杂的原料,比如核酸的核苷酸构造单元。核苷酸由糖分子和磷酸盐组构成。像腺嘌呤这样的盐基可以由简单的化学物轻易形成。但是腺嘌呤却无法与核糖建立天然的联系。科学家多年的努力化为泡影。
  英国曼彻斯特大学化学家约翰•萨瑟兰在《自然》杂志上发表的一篇论文称,他发现了人工合成核苷酸的方法。萨瑟兰研究发现盐基和糖在一定的条件下可以构成单一单元,因此并不需要被连接起来。萨瑟兰的研究成果是生命起源前化学领域的很大进步。
  一旦从化学物质中生成自我复制系统,这就为遗传史解开了了序幕。乔伊斯博士一直致力于培育具有复制能力的RNA分子,以此来研究遗传史的开始。RNA是DNA的近亲,先于DNA出现,它可以携带信息,还可作为酶去促进化学反应。
  乔伊斯博士通过四类RNA核苷酸培育出两个RNA分子,它们可以促进相互之间的合成。这套体系可以完成生命最主要的功能。乔伊斯的目标是培育出具有自我复制能力的RNA种类。
  另一项惊人突破来自于有关分子左旋与右旋的一系列新研究。一些以两种镜像形态存在的化学物质,例如由蛋白质构成的氨基酸,在很大程度上很像我们的左右手。在自然条件下,这些化学物质在数量大致相等的状态下以混合物的形式出现。但在活细胞中,所有氨基酸会呈现出左旋状态,所有糖和核苷酸会右旋状态出现。
  长期以来,化学家们对于为何第一个活生命系统从这种混合物中只提取一种类型的化学物质感到非常费解。不过现代人们发现,一个由左旋和右旋分子构成的混合物在不断冷冻和融解的情况下能够被转换成单一形态。
  借助于当前取得的这些进步,研究生命起源的科学家们看到了非常乐观的前景。目前摆在科学家面前的一个问题,就是关于生命起源的环境问题,至今人们还没有达成一致的意见。一些化学家指出,生命起源于火山环境,例如海洋深处的火山口,这里很可能就是第一个新陈代谢过程发生的地方。
  也有很多生物学家认为,温暖的淡水水域是生命的起源地。没有人能够准确的知道生命出现的时间,有关活细胞的最老且被广泛接受的证据是在安大略“冈弗林构造”发现的距今19亿年的细菌化石。除此之外,在格陵兰两个地区发现的具有与众不同的碳同位素混合物岩石也可成为生物进程的证据。它们距今已经有38.3亿年了。
  安大略发现的岩石处在后期重轰炸期,那时候地球表面可能没有任何细菌存在,那么生命又是如何快速开始的呢?美国地质学家史蒂芬•莫契斯曾对其中一个格陵兰岩石进行分析。他认为后期重轰炸期并没有使得一切生灵灭亡。他的这一观点得到多人的支持。莫契斯认为生命诞生于海洋深处,并且它们在后期重轰炸期存活了下来。
  通过对锆石的分析研究显示,早在44.04亿年前就已出现了稳定的海洋和陆壳,而地球则是在此前1.5亿年形成的。在巨大的轰击发生前,生命可能用了5亿年时间才踏上征程。
  在研究生命起源方面,化学家和生物学家由于缺少化石证据,所以无法确定第一个生命体是在何时、何地以及如何出现,因此只能通过实验来逐渐的解答这些问题。
 
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