生命的诞生：世界上奇谜与生物的适应能力

伴随着人们对宇宙形成之谜的探索，人们同样也在不断探索生命是如何诞生的。“先有鸡还是先有蛋”的讨论，实际上也就是探讨生命起源之谜的尝试。

据天文学家说，地球是在46亿年前从太阳诞生后的残余物中形成的。据推测，当地球成形后，其表面仍然保持融熔状态达6亿年之久。地球内受地核加热，外遭小行星撞击，致使温度升高，水沸腾化为蒸汽。过了相当长的一段时间，残余的小行星逐渐在轨道上安定下来，小行星撞击变得稀少了，这时，碳、氮、氢和氧的各种化合物开始“化合成氨基酸和其他构成生命的基本化合物”。诺贝尔奖获得者克里斯蒂安·德·杜弗在他的《至关重要的尘埃》一书中写道：“这些化合物随着降雨、彗星和陨石散落在毫无生命的地球表面，形成一张有机物之毯。”这个富含碳的薄层又受到地球和坠落在地球表面的天体的“搅拌”，并遭到强烈的紫外线辐射。由于有地球大气的阻挡，今天的紫外线辐射比当初要微弱得多。这些物质最终流入大海。著名英国科学家霍尔丹在他1929年的一篇论文中形象地形容其为“原始海洋成为一锅热汤”。这个过程的主要副产品是一些棕红色的黏稠的东西，被命名为“黏性物”或“黏泥”。

那么生命是如何从像热汤一样的海洋和许多无处不在的黏泥中产生的呢？

因为生物分子，如蛋白质和核酸等是生命之本，它们比较脆弱，在低温下可以存活很长一段时间，所以化学家始终坚持认为生命应该起源于低温，甚至是像木星卫星零下很多度的冰冷环境中。但是人们在火山口附近发掘出来微小的线状生物的化石，可见构成这种生物的原料也应该来自火山口附近。事实上，现在在火山口和温度高达110℃的温泉里仍然活着最古老的细菌。这些古老火山细菌的存在强有力地支持了生命起源高温环境说。

探索生命起源的两个主要研究领域都存在较大的问题。不仅仅是生命最早开始出现的年代被一再往前推，以至于似乎没有足够的时间来发生创造生命的化学变化，而且那些化学反应本身也存在着许多谜。

新的问题犹如乌云遮蔽了生物进化图景，这个图景曾经在“种系树”上似乎是如此清晰。进化的种系树是达尔文在19世纪为了表示动物群的演化史而提出来的。种系树反映了生物的进化史，人们可以沿着它的枝干追根溯源。第一张复杂的种系树图谱是德国博物学家恩斯特·海克尔绘制的，他同时还创造了“生态学”这个词。DNA的发现使人们不仅可以绘制出动物和植物的种系树图谱，而且可以绘制出构成动植物的生命体的遗传物质的种系树图谱，它能使我们更深刻地理解生命的进化过程。为了绘制这些种系树图谱，研究者利用了一种比较测序的方法，首先测定一种生物体中组成核酸或组成蛋白质的氨基酸的分子的排列顺序，然后把它与另外一种生物体进行比较。利用这种技术，有可能发现种系树上的两根细“枝”的距离究竟有多远，并揭示出引发种系树“分出枝桠”（因为生物体的进化或突变）的机制是什么。

20世纪70年代后期，伊利诺伊大学的卡尔·沃斯把比较测序方法应用到存在于所有生物体的RNA分子上，结果得到了一张比以前所猜想的要复杂得多的种系树图谱。(www.xing528.com)

这棵种系树有三个明显的分支，描绘了三类基本的生物体：原核生物、古菌和真核生物。原核生物是细菌类的微生物，古菌是由沃斯提出的新的分类，它是第二组通常可在非常热的地方如滚烫的温泉发现的细菌类有机体。真核生物是具有大细胞的生物体，细胞中有一个与周围环境隔开的细胞核。真核生物包括所有多细胞生物体如动物和植物，当然也包括人类。

从20世纪80年代早期开始，随着这三类基本生物体的越来越多基因被解码，问题出现了。除了沃斯最初的蛋白质模型外，这些基于基因组的三类基本生物体的种族树图样都不同。另外，基因不断反复的现象令人惊奇，这种变化导致寻找所有基因的共同的祖先变得很复杂，这表明原始基因，即导致生命起源的基因是相当复杂的，这种复杂性并非一个“起始”基因应有的。唯一可能的解释是，假定在生命进化的早期，一些基因并非一直突变而形成一株一直向上生长并分出许多枝桠的种系树，而是在水平方向上发生交换。这一理论被现在所发现的一些事实所支持，例如，一些细菌能在水平方向上改变部分基因以使自己更具有抵抗抗生素的能力，这对人类来说是一件不幸的事。这个推论意味着生命之树并不具有一个挺拔的主干。

现在，专家们把不同时间赋予由DNA形成的树开始向上，生长并分出枝桠的那些点上，时间跨度从最近的10亿年前到以前所猜想的40亿年前。就像关于宇宙起源的大爆炸理论一样，关于生命起源的理论也很复杂，特别是随着新的发现和测量方式促进了知识水平的提高，它变得更复杂了。因为这个原因，其他曾经作为空想而消失很久的对生命起源的解释仍有忠实的追随者。

我们的地球上的生命会不会是来自太空，来自小行星、陨石和彗星甚至是火星？荣获1903年诺贝尔奖的瑞典化学家斯凡特·奥古斯特·阿雷尼乌斯创立了生命起源的胚种沦，他认为细菌孢子在一种休眠状态下在冰冷的宇宙中旅行，当它遇到合适的行星时便开始生长繁衍。阿雷尼乌斯没注意到致命的宇宙射线可能会杀死细菌孢子。佛瑞德·霍伊尔大肆鼓吹另一种更离奇的胚种论，他认为类似于1918年流行于西班牙的流感之类的流行性疾病是由于太空中的细菌造成的，人类的鼻子已经进化成能过滤这种太空诞生的病菌了。弗朗西斯·克里克（他与詹姆斯·沃森、莫里斯·威尔金斯一起，因发现DNA的双螺旋结构而获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖）与研究生命起源前的化学的先驱者莱斯利·奥格尔一起甚至走得更远，他们认为生命是一些高等的外星文明“播种”在地球上的，他们称这个假想为“定向胚种论”。

小行星撞击地球促进生命起源

也许在即将来临的2015年，关于远离地球的太阳系的生命，人类将发现更多的甚至是惊人的证据。NASA探测器将探测土星的卫星土卫二，这是一颗表面被冰封的星球，这意味着在其下面可能存在水，这颗探测器将证明宇宙中的生命比一些保守的科学家所猜想的更普遍。近年来，我们知道地球上的生命存在于一些极端温度下，在这样的温度下，我们长期以来一直认为对任何生物有机体来说都是极其不利的。如果在土卫二冰面下发现任何种类的生命，那么胚种论将提高到一个新的水平。同时，科学家平息关于宇宙起源的争论也将变得更加复杂。