生命起源圖片可愛

A. 關於生命的起源的說法有哪些

1953年，芝加哥大學的研究生斯坦利·米勒拿起兩個長頸瓶——一個盛著一點水，代表遠古的海洋，一個裝著甲烷、氨和硫化氫的氣體混合物，代表地球早期的大氣——然後用橡皮管子把兩個瓶子一連，放了幾次電火花算做閃電。幾個星期以後，瓶子里的水呈黃綠色，變成了營養豐富的汁，裡面有氨基酸、脂肪酸、糖以及別的有機化合物。米勒的導師、諾貝爾獎獲得者哈羅德·尤里欣喜萬分，說：「我可以打賭，上帝肯定是這么乾的。」

當時的新聞報道聽上去讓人覺得，你只要把瓶子好好地晃一晃，生命就會從裡面爬出來。時間已經表明，事情根本不是那麼簡單。盡管又經過了半個世紀的研究，今天我們距離合成生命與1953年的時候一樣遙遠——更不用說認為我們已經有這等本事。科學家們現在相當肯定，早期的大氣根本不像米勒和尤里的混合氣體那樣已經為生命的形成作好准備，而是一種很不活潑的氮和二氧化碳的混合物。有人用這些更具挑戰性的氣體重新做了米勒的實驗，至今只製造出一種非常原始的氨基酸。無論如何，其實問題不在於製造氨基酸，問題在於蛋白質。

你把氨基酸串在一起，就得到了蛋白質。我們需要大量的蛋白質。其實誰也不大清楚，但人體里的蛋白質也許多達100萬種之多，每一種都是個小小的奇跡。按照任何概率法則，蛋白質不該存在。若要製造蛋白質，你得把氨基酸（按照悠久的傳統，我在這里應當將其稱之為「生命的砌塊」）按照特定的順序來排列，就像你拼寫一個單詞必須把字母按照特定的順序來排列一樣。問題是那些以氨基酸字母組成的單詞往往長得不得了。若要拼出「膠原蛋白（collagen）」（一種普通蛋白質的名字）這個名字，你只需要以正確的順序排列8個字母。若要製造膠原蛋白，你就得以絕對准確的順序排列1055個氨基酸分子。但是——這是個明顯而又關鍵的問題——你並不製造膠原蛋白。它會自發形成，無須你的指點，不可能性就從這里開始了。

坦率地說，1055個氨基酸分子要自發排列成一個膠原蛋白這樣的分子的概率是零。這種事情完全不可能發生。為了理解它的存在是多麼不可能，請你想像一台拉斯韋加斯普通的老虎機，不過要把它大大地擴大一下——說得確切一點，擴大到大約27米——以便容納得下1055個轉輪，而不是通常的三四個，每個輪子上有20個符號（每一個代表一種普通的氨基酸）。你要拉多少次把手那1055個符號才會以合適的順序排列起來？實際上，拉多少次都沒有用。即使你把轉輪的數目減少到200個——這其實是蛋白質分子所含的氨基酸分子的比較典型的數量，所有200個符號都按照特定的順序來排列的概率是10—260。那個數字本身比宇宙里原子的總數還要大。

總之，蛋白質是十分復雜的實體。血紅蛋白只有146個氨基酸分子長，按照蛋白質的標准只是個矮子，然而即使那樣，氨基酸的排列方式也有10190種可能性。因此，劍橋大學的化學家馬克斯·佩魯茨花了23年時間——大體上相當於一個人的職業生涯——才解開了這個謎。想要隨隨便便地製造哪怕是一個蛋白質分子也似乎是極不可能的——天文學家弗雷德·霍伊爾打了個精彩的比方，就像是一陣旋風掠過一個舊貨棧，後面留下了一架裝配完好的大型客機。

然而，我們在討論的蛋白質有幾十萬種，也許是100萬種，就我們所知，每一種都別具一格，與眾不同，對於維持你的健康和幸福必不可少。我們就從這里接著往下討論。為了被派上用場，一個蛋白質分子不但要把氨基酸分子按照合適的順序排列起來，還要從事一種化學打褶工作，把自己疊成特定的形狀。即使實現了這種復雜的結構，蛋白質分子對你依然沒有用處，除非它能復制自己，而蛋白質分子不會。為了達到這個目的，你需要DNA（脫氧核糖核酸）。DNA是復制專家——幾秒鍾就能復制一份自己，但除此之外沒有別的本事。於是，我們處於一種自相矛盾的境地。蛋白質分子沒有DNA就不能存在，DNA沒有蛋白質就無所事事。那麼，我們是不是該認為，它們為了互相支持而同時產生呢？如果是的，哇，太好了！

還有，要是沒有膜把DNA、蛋白質和別的生命要素包裹起來，它們也不可能興旺發達。原子或分子不會獨立實現生命。從你身上取下一個原子，它像一粒沙那樣沒有生命。只有許多原子湊到一起，待在營養豐富的細胞里，這些不同的物質才能參加令人驚嘆的舞會，我們稱其為生命。沒有細胞，它們只是有意思的化學物質。但要是沒有這些化學物質，細胞就毫無用處。正如戴維斯所說：「要是一切都需要別的一切，分子社會最初是怎麼產生的？」這就好像你廚房裡的各種原料不知怎的湊到一起，自己把自己烤成了蛋糕——而且，必要的話，這塊蛋糕還會分裂，產生更多的蛋糕。所以，我們把生命稱為奇跡，這是不足為怪的。我們才剛剛開始搞個明白，這也是不足為怪的。

那麼，是什麼促成這神奇的復雜結構呢？哎呀，一種可能是，也許它並不那麼——並不那麼——神奇，就像乍一看來的那樣。以那些不可思議的蛋白質分子為例，我們假設，我們所看到的奇跡般的排列，是在形成完畢以後才出現的。要是在那台大老虎機里，有的轉輪可以受到控制，就像玩滾木球游戲的人可以控制幾根大有希望的木柱一樣，那會怎麼樣？換句話說，要是蛋白質不是一下子形成的，而是慢慢地演化的，那會怎麼樣？

請你想像一下，要是你把製造一個人的所有材料都拿出來——碳呀，氫呀，氧呀，等等，和水一起放進一個容器，然後用力搖一搖，裡面就走出來一個完整的人。那將會是不可思議的。哎呀，那基本上就是霍伊爾和其他人（包括許多熱心的特創論者）提出的。他們認為，蛋白質是一下子自發形成的。蛋白質不是——也不可能——這樣形成。正如理查德·道金斯在《盲人鍾表匠》一書中所說，肯定有某種日積月累的選擇過程，使得氨基酸聚集成塊狀。兩三個氨基酸分子也許為了某種簡單的目的聯結起來，一段時間以後撞在一起成為類似的小群體，在此過程中「發現」又有了某些改進。

這種與生命有關的化學反應實際上比比皆是。我們也許無法按照斯坦利·米勒和哈羅德·尤里的方式從實驗室製造出來，但宇宙干這事兒很容易。大自然里許多分子聚在一起形成長長的鏈子，名叫聚合物。糖分子經常聚在一起成為澱粉。晶體會干許多栩栩如生的事——復制呀，對環境的刺激作出反應呀，呈現復雜的圖案呀。當然，它們從來不製造生命本身，但它們反復展示，復雜的結構是一種自然、自發、完全可靠的事。整個宇宙里也許存在大量生命，也許不存在，但不乏有序的自發聚合。它存在於一切東西，從對稱的雪花到土星的秀麗光環。

大自然聚合事物是如此干勁十足，許多科學家現在認為，生命比我們認為的還要不可避免——用比利時生物化學家、諾貝爾獎獲得者克里斯蒂安·德迪夫的話來說：「只要哪裡條件合適，物質的專性表現勢必發生。」德迪夫認為，很有可能，這樣的條件在每個星系裡大約會遇到100萬次。

當然，在賦予我們生命的化學物質里，沒有什麼非常奇特的東西。要是你想製造另一個有生命的物體，無論是一條金魚，一棵萵苣，還是一個人，你其實只需要4種元素：碳、氫、氧和氮，加上少量幾種別的東西，主要是硫、磷、鈣和鐵。把30多種這類混合物放在一起，形成糖、酸和其他的基本化合物，你就可以製造任何有生命的東西。正如道金斯所說：「關於製造有生命的東西的物質，也沒有什麼特別的地方。有生命的東西是分子的組合，與其他一切東西沒有兩樣。」

歸根結底，生命是不可思議的，令人滿意的，甚至可能是奇跡般的，但並不是完全不可能的——我們已經反復以我們自己的樸素存在證明了這一點。沒有錯兒，有關生命起源的許多細節現在依然難以解釋。你在書上讀到過的有關生命所必需的條件，每種情況都包括了水——從達爾文認為的生命始發地「小水塘」，到現在最普遍認為的生命始發地冒著氣泡的海洋噴氣口。但他們都忽視了一個事實：把單體變成聚合體包含一種反應，即生物學上所謂的「脫水縮合」（換句話說，開始創造蛋白質）。正如一篇重要的生物學文章所說，說得也許有點兒令人不大舒服：「研究人員一致認為，由於質量作用定律，在原始的大海里，實際上在任何含水的媒體里，這樣的反應在能量方面是不大有利的。」這有點像把砂糖放進一杯水裡，指望它結成一塊方糖。這不該發生，但在自然界卻不知怎的發生了。這一切的化學過程到底怎麼樣，這個問題已經超出了本書的宗旨。我們只要知道這樣的一點就夠了：要是你弄濕了單體，單體就不會變成聚合體——除了在製造地球上的生命的時候。情況怎麼是這樣發生，為什麼會發生，而不是那樣發生？這是生物學上一個沒有回答的大問題。

近幾十年來，地球科學方面有許多極其令人感到意外的發現。其中之一，發現在地球史早期就產生了生命。直到20世紀50年代，還認為生命的存在不超過6億年。到了70年代，幾位大膽的人士覺得也許在25億年前已經有了生命。但是，如今確定的38.5億年確實早得令人吃驚。地球表面是到了大約39億年前才變成固體的。

「我們只能從這么快的速度推斷，細菌級的生命在有合適的條件的行星上演化並不『困難』。」斯蒂芬·傑伊·古爾德1996年在《紐約時報》上說，他在別的場合也說過，我們不得不下個結論：「生命一有可能就會產生，這是化學上勢必會發生的事。」

實際上，生命出現得太快，有的權威人士認為這肯定有什麼東西幫了忙——也許是幫了大忙。關於早期生命來自太空的觀點已經存在很長時間，偶爾甚至使歷史生輝。早在1871年，開爾文勛爵本人在英國科學促進協會的一次會議上也提出過這種可能性。他認為：「生命的種子可能是隕石帶到地球上的。」但是，這種看法一直不過是一種極端的觀點，直到1969年9月的一個星期天。那天，成千上萬的澳大利亞人吃驚地聽到一連串轟隆隆的聲音，只見一個火球從東到西劃過天空。火球發出一種古怪的格格聲，還留下了一種氣味，有的人認為像是甲基化酒精，有的人只是覺得難聞極了。

火球在默奇森上空爆炸，接著石塊似雨點般地落下來，有的重達5千克以上。默奇森是個600人的小鎮，位於墨爾本以北的古爾本峽谷。幸虧沒有人受傷。那種隕石是罕見的，名叫碳質球粒隕石。鎮上的人很幫忙，撿了90千克左右回來。這個時間真是最合適不過。不到兩個月以前，「阿波羅11號」剛剛回到地球，帶回來一滿袋子月球岩石，因此全世界的實驗室都在焦急地等著要——實際上是在吵著要——天外來的石頭。

人們發現，默奇森隕石的年代已達45億年，上面星星點點地布滿著氨基酸——總共有74種之多，其中8種跟形成地球上的蛋白質有關。2001年底，在隕石墜落30多年以後，加利福尼亞的埃姆斯研究中心宣布，默奇森隕石里還含有一系列復雜的糖，名叫多羥基化合物。這類糖以前在地球之外是沒有發現過的。

自1969年以來，又有幾塊碳質球粒隕石進入地球軌道——有一塊於2000年1月墜落在加拿大育空地區的塔吉什湖附近，北美許多地方的人都親眼目睹了那個景象——它同樣證明，宇宙里實際上存在著豐富的有機化合物。現在認為，哈雷彗星的大約25%是有機分子。要是這類隕石經常墜落在一個合適地方一比如地球，你就有了生命所需的基本元素。

胚種說——即生命源自天外的理論——的觀點有兩個問題。第一，它沒有回答生命是如何產生的這個問題，只是把責任推給了別的地方。第二，連胚種說的最受人尊敬的支持者有時候也到了猜測的地步。肯定可以說，這是很輕率的。DNA結構的兩個發現者之一弗朗西斯·克里克和他的同事萊斯利·奧格爾認為「聰明的外星人故意把生命的種子」播在了地球。格里賓稱這個觀點「處於科學地位的最邊緣」——換句話說，假如這個觀點不是一位諾貝爾獎獲得者提出的，人家會認為它簡直荒唐透頂。弗雷德·霍伊爾和他的同事錢德拉·威克拉馬辛格認為，外層空間不但給我們帶來了生命，而且帶來了許多疾病，如流感和腺鼠疫，這就進一步削弱了胚種說的影響。生物化學家們很容易駁斥那些觀點。

無論是什麼事導致了生命的開始，那種事只發生過一次。這是生物學上最非同尋常的事實，也許是我們所知道的最不尋常的事實。凡是有過生命的東西，無論是植物還是動物，它的始發點都可以追溯到同一種原始的抽動。在極其遙遠的過去，在某個時刻，有一小囊化學物質躁動一下，於是就有了生命。它吸收營養，輕輕地搏動幾下，經歷了短暫的存在。這么多情況也許以前發生過，也許發生過多次。但是，這位老祖宗小囊幹了另一件非同尋常的事：它將自己一分為二，產生了一個後代。一小袋遺傳物質從一個生命實體轉移給了另一個生命實體，此後就這樣延續下去，再也沒有停止過。這是個創造我們大家的時刻。生物學家有時候將其稱之為「大誕生」。

「無論你到世界的什麼地方，無論你看到的是動物、植物、蟲子還是難以名狀的東西，只要它有生命，它就會使用同一部詞典，知道同一個代碼。所有的生命都是一家。」馬特·里德利說。我們都是同一遺傳戲法的結果。那種戲法一代一代地傳下來，經歷了差不多40億年，到了最後，你甚至可以學上一點人類遺傳的知識，拼湊個錯誤百出的酵母細胞，真酵母細胞還會讓它投入工作，彷彿它是自己的同類。在非常真實的意義上，它確實是它的同類。

生命的黎明——或者說是很像生命的東西——擺在一位友好的同位素地球化學家辦公室的書架上。她的名字叫維多利亞·貝內特。她的辦公室位於堪培拉澳大利亞國立大學的地球科學系大樓。貝內特女士是美國人，根據一個為期兩年的合同於1989年從加利福尼亞來到澳大利亞國立大學，此後一直留在那裡。2001年底我去拜訪她的時候，她遞給我一塊不起眼的又重又大的石頭。它由帶細條紋的白色石英和一種灰綠色的名叫斜輝石的材料組成。石頭來自格陵蘭的阿基利亞島。1997年，那個島上發現了極其古老的岩石。那些岩石的年代已達38.5億年之久，代表了迄今為止發現過的最古老的海洋沉積物。

「我們沒有把握，你手裡拿著的玩意兒里過去是不是存在微生物。你非得將它敲碎了才能搞明白。」貝內特對我說，「但是，它來自過去掘到過最古老的生命的同一礦床，因此它裡面很可能有過生命。」無論你怎麼仔細搜尋，你也找不到真正的微生物化石。哎呀，任何簡單的生物都會在海洋污泥變成石頭的過程中被烘烤沒了。要是我們把岩石敲碎，放在顯微鏡下面細看，只會看到微生物殘留的化學物質——碳同位素以及一種名叫磷灰石的磷酸鹽。二者一塊兒表明，那塊岩石里過去存在過生物的小天地。「至於那些生物是什麼模樣的，我們只能猜猜而已，」貝內特說，「它很可能是最基本的生命——不過，它畢竟也是生命。它活過。它繁殖過。」

最後，就到了我們這一代。

要是你打算鑽進非常古老的岩石——貝內特女士無疑是這么做的，澳大利亞國立大學長期以來是個首選的去處。這在很大程度上要歸因於一位名叫比爾·康普斯頓的足智多謀的人。他現在已經退休，但在20世紀70年代建立了世界上第一台「靈敏高清晰度離子顯微探測器」——或者以它的開頭字母更親呢地被稱之為Shrimp（小蝦）。這種儀器用來測定名叫鋯石的微小礦石里鈾的衰變率。鋯石存在於除玄武岩以外的大多數岩石，壽命極長，能夠挺過除潛沒以外的任何自然過程。絕大部分地殼已經在某個時刻滑回地球內部，但偶爾——比如在澳大利亞西部和格陵蘭——地質學家們會發現始終留在地表的岩石。康普斯森的儀器能以無與倫比的精確度測定這些岩石的年代。「小蝦」的樣品在地球科學系自己的車間里製造和定型，看上去是為了節省開支而用零件組裝起來的，但效果相當不錯。1982年進行了第一次正式測試，測定了從澳大利亞西部取回來的一塊迄今為止發現的最古老的岩石的年代，得出的結果是43億年。

「用嶄新的技術那麼快就發現了那麼重要的東西，」貝內特對我說，「這在當時引起了一陣轟動。」

她把我領進走廊，去看一眼目前的型號：「小蝦2號」。那是一台又大又重的不銹鋼儀器，也許有3.5米長，1.5米高，堅固得像個深海探測器。來自紐西蘭坎特伯雷大學的鮑勃坐在前面的操縱台，目不轉睛地望著熒光屏上一串串不停變化的數據。他對我說，他從凌晨4點起一直守在那裡。現在才上午9點，他要值班到中午。「小蝦2號」一天運轉24個小時。有那麼多的岩石需要確定年代。要是你問兩位地球化學家這工作是怎麼進行的，他們會滔滔不絕地談到豐富的同位素、離子化程度，等等，這些聽上去很可愛，但不容易搞明白。然而，簡單來說，他們通過用一串串帶電的原子轟擊樣品，就能測定鋯石樣品中鉛和鈾的含量的細微差別，從而精確地確定岩石的年代。鮑勃對我說，識讀一塊鋯的數據大約要花17分鍾；為了取得可靠的數據，每塊鋯石你得讀上幾十遍。實際上，這個過程似乎與分散進行有著差不多的工作量，差不多的刺激，就像去洗衣店那樣。然而，鮑勃似乎很快活。實際上，從紐西蘭來的人似乎都很快活。

地球科學系的院子是個古怪的組合——部分是辦公室，部分是實驗室，部分是儀器間。「過去什麼東西都在裡面製造，」她說，「我們甚至有一名自己的吹玻璃工，不過他已經退休了。但我們仍有兩名敲石頭的正式工。」她發現我臉上露出有點吃驚的神色，「我們有大批的石頭要敲。你不得不做非常仔細的准備工作，確保那些石頭沒有被先前的樣品污染——上面沒有灰塵，乾乾凈凈。這是個相當嚴謹的過程。」她指給我看幾台碎石機。那些機器確實很乾凈，雖然兩名碎石工顯然是喝咖啡去了。碎石機旁邊有幾個大箱子，裡面放著各種形狀、各種大小的岩石。澳大利亞國立大學確實在處理大批的岩石。

我們轉完以後回到貝內特的辦公室，我注意到她的牆上掛著一幅宣傳畫，以藝術家的豐富想像力展示了看上去很像是35億年前的地球。當時，生命才剛剛起步。那個古老的年代在地球科學上叫做太古代。該畫表現了一幅陌生的情景，上面有巨大的活火山，紅得刺眼的天空，下面有一個冒著水蒸氣的古銅色大海。前景的陰影里塞滿了一種細菌寄生的岩石，名叫疊層石。它看上去不像是個很有希望產生和孕育生命的地方。我問她這幅畫是否畫得准確。

「哎呀，有個學派認為，當時其實很涼爽，因為太陽已經弱多了。（我後來獲悉，生物學家們開玩笑時把這種看法稱為「中國餐館問題」——因為我們有個光線暗淡的太陽。）要是沒有大氣，即使太陽很弱，紫外線也會撕碎早期的任何分子鍵。然而，在那兒，」她輕輕地拍了拍那幾塊疊層石，「生命幾乎就在表面。這是個謎。」

「那麼，我們其實不知道當時的世界是什麼模樣的？」

「嗯。」她想了想，表示贊同。

「無論如何，反正對生命似乎不大有利。」

她和藹地點了點頭：「但是，肯定有適合於生命的東西，要不然我們不會來到這個世界上。」

那個環境肯定不適合於我們。要是你從一台時間機器里出來，踏進那個古老的太古代世界，你會馬上縮回去，因為當時的地球上與今天的火星上一樣沒有供我們呼吸的空氣。而且，地球上還充滿從鹽酸和硫酸中散發出來的毒氣，強烈得足以腐蝕衣服和使皮膚起泡。地球上也不會有維多利亞·貝內特辦公室里那幅宣傳畫上所描繪的那種干凈而又鮮艷的景色。當時的大氣里都是混濁的化學物質，陽光幾乎射不到地面。你只能藉助經常掠過的明亮的閃電，在短時間里看見有限的東西。總之，這是地球，但我們不會認出那是我們自己的地球。

在太古代的世界裡，結婚周年紀念日是完全沒有的。在20億年時間里，細菌是惟一的生命形式。它們活著，它們繁殖，它們數量增加，但沒有表現出想發展到另一個更富挑戰性的生存層面的特別傾向。在生命的頭10億年的某個時候，藻青菌，或稱藍綠藻，學會了利用大量存在的資源——存在於水中的特別豐富的氫。它們吸收水分子，吃掉了氫，排出了氧，在此過程中發明了光合作用。正如馬古利斯和薩根指出的，「光合作用無疑是本星球的生命史上所創造的最重要的新陳代謝方法」——光合作用是由細菌而不是由植物發明的。

隨著藻青菌的增多，世界開始充滿O₂，發現氧是有毒的微生物深感吃驚——而在那個年代，那種微生物比比皆是。在一個厭氧的（或不使用氧的）世界裡，氧是劇毒的。我們的白血球實際上就是用氧來殺死入侵的細菌。氧從根本上說是很毒的，我們聽了往往會大吃一驚，因為許多人覺得呼吸氧是很舒服的事，但那隻是因為我們已經逐步進化到了能利用氧。對於別的東西來說，它是一種可怕的東西。它使黃油變質，使鐵生銹。連我們對氧的耐受力也是有限度的。我們細胞里的氧氣濃度，只有大氣里的大約十分之一。

新的會利用氧的細菌有兩個優勢。氧能提高產生能量的效力，它打垮了與之競爭的微生物。有的撤退到厭氧而泥濘的沼澤和湖底世界裡；有的也照此辦理，但後來（很久以後）又移居到了你和我這樣的有消化力的地方。有相當數量的這類原始實體此時此刻就生活在你的體內，幫助消化你的食物，但厭惡哪怕是一丁點兒O₂。還有無數的其他細菌沒有適應能力，最後死亡了。

藻青菌逃跑並取得了成功。起初，它們所產生的額外的氧沒有積聚在大氣里，而是與鐵化合，成為氧化鐵，沉入了原始的海底。有幾百萬年的時間，世界真的生銹了——這個現象由條形鐵礦生動地記錄了下來，今天卻為世界提供了那麼多的鐵礦石。在幾千萬年時間里，發生的情況比這多不了多少。要是你回到那個元古代初期的世界，你發現不了很多跡象，說明地球上未來的生命是很有前途的。也許，你在這里和那裡隱蔽的水塘里會遇上薄薄的一層有生命的浮渣，或者在海邊的岩石上會看到一層亮閃閃的綠色和褐色的東西，但除此之外生命依然毫無蹤影。

但是，大約在35億年以前，更加堅強的東西變得顯而易見。只要哪裡的海水很淺，可見的結構就開始展現。在藻青菌完成慣常的化學過程的當兒，它們開始帶有點兒黏性。那個黏性粘住了微小的灰塵和沙粒，一起形成了有點古怪而又堅固的結構——淺水裡的疊層石，維多利亞·貝內特辦公室牆上掛的畫里就是這類東西。疊層石有各種形狀、各種大小。疊層石有時候看上去像巨大的花椰菜，有時候又像毛茸茸的地墊（疊層石在希臘語里就是地墊的意思）；有時候，疊層石呈圓柱狀，戳出水面幾十米——偶爾高達100米。從各種表現形式來看，疊層石都是一種有生命的岩石。疊層岩代表了世界上第一個合作項目，有的種類的原始生物就生活在表面，有的就生活在下面，一方利用了另一方創造的條件。世界有了第一個生態系統。

多少年來，科學家是從化石結構了解疊層石的。但是，在1961年，他們在遙遠的澳大利亞西北海岸的沙克灣發現了一個有生命的疊層石社會，著實吃了一驚。這完全是出乎意料的事——太出乎意料了，因此科學家們實際上過了幾年才充分意識到自己的發現。然而，今天，沙克灣成了個旅遊勝地——至少是一個不著邊際的地方有可能成為的那種旅遊勝地。用木板架成的人行道伸進了海灣，遊客們可以在水的上方漫步，好好看一眼疊層石就在水面之下靜靜地呼吸。疊層石沒有光澤，灰色，看上去很像大團的牛屎。但是，望著地球上35億年前留下的生物，這是個令人眼花繚亂的時刻。正如理查德·福泰說的：「這確實是跨越時間的旅行。要是世界與它真正的奇跡合拍的話，這個景緻會和吉薩的金字塔一樣知名。」雖然你根本不會去猜，但這些晦暗的岩石上充滿了生命，據估計（哎呀，顯然是估計），每平方米岩石上生活著36億個微生物。要是你看得仔細的話，你有時候能看到一串串小氣泡冒出水面。那是它們在釋放氧氣。在20億年時間里，這種小小的努力使地球大氣里的氧增加到了20%，為生命史的下一章也是更復雜的一章鋪平了道路。

據認為，沙克灣里的疊層石也許是地球上進化最慢的生物，也肯定是現在最稀有的生物之一。在為更復雜的生命形式創造好條件以後，它們接著幾乎在哪裡都被別的生物擠出局，而那些別的生物的存在恰恰是它們使之成為可能。（它們之所以存在於沙克灣，是因為那裡的水對於通常會吃掉它們的生物來說含鹽量太大。）

生命為什麼花了很長時間才復雜起來？原因之一是，世界不得不等待，直到簡單的生物已經在大氣里充人了足夠的氧。「生物們不會鼓足干勁來干這活兒。」福泰說。花了大約20億年，即大約40%的地球歷史，大氣里氧的濃度才大體上達到了現在的水平。但是，一旦條件成熟，顯然是在突然之間，一種嶄新的細胞出現了——那個細胞里含有一個核和幾個別的部分，統稱「細胞器」（源自希臘語，意思是「小工具」）。據認為，該過程始於某個行為草率或敢於冒險的細菌。它不是受到了侵犯，就是被別的細菌俘虜。結果，雙方都感到很滿意。據認為，那個被俘的細菌變成了一個線粒體。這種線粒

B. 誰有一些關於生命起源的資料急!快,謝了/

生命起源
神秘的生命起源

從古至今，有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說，中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀，伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世，生物科學發生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實，米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。

地球上的生命也許就產生在距今38億年到40億年之間，但是我們應該清醒的明白，我們距離揭開生命起源這一亘古之謎，還有一段遙遠的科學歷程。從無機物到有機物，到有機化合物到有機生命體的演化，同時還具有很多的偶然性，並不是有這種環境，有這種形成條件，它就能產生生命。有人曾經比喻說，這些無機物好像一個垃圾堆裡面什麼都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個單細胞，就像一輛精美的賓士車，在一陣台風過後，這些垃圾組裝成了一個賓士車。因此我們可以想像，這個生命起源的過程是非常非常地艱難。因此，也許我們在這個藍色的星球，是生命的惟一的樂園，因此請保護我們的地球，珍惜地球上的生命，我們不能奢望地球上第二次的生命起源。

生命起源是一個亘古未解之謎，地球上的生命產生於何時何地？是怎樣產生的？千百年來，人們在破解這一謎底之時，遇到了不少陷井，同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代，老子在《道德經》里寫到，道生一，一生二，二生三，三生萬物。用現在的話說，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，用今天的話說，可能就是由無機界所形成。

生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源。因而，生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的「大爆炸」產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。

大約在66億年前，銀河系內發生過一次大爆炸，其碎片和散漫物質經過長時間的凝集，大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46億年前形成了。接著，冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能，再轉化為動能、熱能，致使溫度升高，加上地球內部元素的放射性熱能也發生增溫作用，故初期的地球呈熔融狀態。高溫的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異，重的元素下沉到中心凝聚為地核，較輕的物質構成地幔和地殼，逐漸出現了圈層結構。這個過程經過了漫長的時間，大約在38億年前出現原始地殼，這個時間與多數月球表面的岩石年齡一致。

生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自「大爆炸」後元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化並不局限於地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中，接著在行星表面的一定條件下產生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統，即具有原始細胞結構的生命。至此，生物學的演化開始，直到今天地球上產生了無數復雜的生命形式。

38億年前，地球上形成了穩定的陸塊，各種證據表明液態的水圈是熱的，甚至是沸騰的。現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。

原始地殼的出現，標志著地球由天文行星時代進入地質發展時代，具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內尚無較多的生物出現，一直到距今5.4億年前的寒武紀，帶殼的後生動物才大量出現，故把寒武紀以後的地質時代稱為顯生宙。

在中世紀的西方，《聖經》上描繪的上帝，在七天之內造就萬物之說，也是非常流行。今天看來，生命起源並不像這些古老傳說，或神話描繪的那樣，但表明了人類長期以來，對生命起源之謎傾注了極大地熱情和關注。但生命起源應該是怎樣發生的？科學又是怎樣對這一千古之謎進行探索的？我們已經取得了哪些進展？還有哪些問題沒有解決？

首先，生命起源之說，第一個謎是生命的時間，起源的時間問題。在中世紀的西方，人們對《聖經》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位愛爾蘭大主教根據聖經上所描述的，計算出上帝創世的確切時間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23號上午九點鍾。也就是說，生命起源距今的話，是六千年前，這當然不是真的，而真的是什麼呢？真的就是用科學的回答，科學是怎麼回答這個生命起源的時間呢？那就是說用化石，是保存在岩石中的化石來回答。我們知道，生物死亡後，它們的遺跡在適當的條件下，就保存在岩石之中，我們把它們稱作化石。地質歷史中形成的岩層，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些岩石之中，年代越久遠的生物化石，就保存在岩層的最底層。

迄今為止，我們發現了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的岩石，這些化石類似於現在的藍藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小隻有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚於三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數據我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。今天，隨著科學的發展，地質學家認為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早於40億年。另外，在格陵蘭的38.5億年的岩石中發現了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機碳，一個有機碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學家根據碳的同位素分析，推測這些碳它是有機碳，是來源於生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之後，一直到現在45億年，就是生生不息的生命演化史。

好，首先我們現在已經有了生命起源的時間概念，是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的？它在什麼地方起源的？這樣我們不得不回顧一些有關生命起源的假說。

第一個是創世說，在《舊約全書》的第一章寫到，上帝在七天之內創造了世間之萬物，在中世紀的西方大家普遍接受這個觀念，可以說一直到現在，這種觀念還被很多人接受，當然這也不是真的。第二個呢，是自生論，比如說希臘人認為，昆蟲生於土壤，春天萬象更新，種子從泥土裡萌發，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源，而是生命的延續，可以說這個自生論，現在已經被徹底拋棄了。與這個類似的說法，還有比如說埃及人認為生命來自於尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。

第三個有關生命起源的假說，就是有生源論，這個在19世紀的西方也相當地流行，有生源論認為，生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪裡來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎麼起源的？物質怎麼來的？你給我回答了物質是怎麼來的，生命我就可以說是從哪兒來的，其實這是一個不可知論。在20世紀的後半葉，有生源論逐漸發展到現在的宇宙胚種論，直到現在，有許多科學家認為，生命必須的酶，像蛋白質，和遺傳物質的形成，需要數億年的時間，在地球早期並沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年，因此他們認為生命一定是以孢子或者其他生命的形式，從宇宙的某個地方來到了地球，這種觀念也是有一定的依據的。

二十世紀四十年代以來，人類用天體物理的手段，在地球之外探測了近百種有機分子，像甲醛，氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關，它可能給地球帶來生命或者有機分子，一個是彗星，一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機分子，比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態的水，還有氨基酸，鐵類，乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物，生命有可能在彗星上產生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時，由這些有機分子經過一系列的合成而產生新的生命。當然這種胚種論也存在著不同的觀念，它有兩種致命的弱點，一個是生命是否能在宇宙中進行長期的遷移？還能不能夠存活？我們知道天體之間的距離是以光年為計算的，天體之間交流可能需要成千上萬年，從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空裡面，暴露在這種大量的宇宙射線之中，活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續萌發呢？這是一個最大的問題，第二個從無機分子到有機化合物的過程，這種過程，比如說彗星上我們看到有機小分子形成，在地球上也能夠形成，這是不用置疑的。

1859年，伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世，生物科學發生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實，既然你說地球早期溫度都是比較高，又充滿了很多還原性氣體，還有水，那麼我就把這些氣體，把水放在一個瓶子裡面，看看它是不能產生生命，或者產生有機化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣，還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子裡面，在瓶子裡面兩頭插上金屬棒，完了通上電源，通過這個類似於閃電的作用，確實在幾天之後產生了大量的氨基酸。那麼就是說在地球上面，在閃電下，在常溫下，也能成為無機分子，合成有機分子。我們知道，你氨基酸的話，是組成蛋白質的最重要的物質，可以說，組成生命起源最重要的物質。因此，米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣，還有原始的海洋，當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質，蛋白質和其他的多糖類，以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。

但是這種溫暖水池說，也遇到一些問題，其中有兩個問題，第一個問題是現在地質學家認為，地球早期大氣圈它並不是含有大量的還原性氣體，它是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下，你並不能形成大量的氨基酸。第二個，溫暖的水池在地球早期並不能長期形成，為什麼呢？因為當時地球早期，剛才說過它有大量的隕石、流星，還加上地球本身的放射性，溫度很高，你這個溫暖水池一旦生命產生了，一個隕星過來，溫度在瞬間之內可能達到上千度、甚至幾千度，生命已經絕滅了，只能再來一次生命的起源。但是我們現在就這么想，現今的地球上是不是有溫度比較高，還有還原性氣體，還有生物存在呢？那麼，有兩件工作可以說具有劃時代的意義，一個是1967年美國學者布萊克，在黃石公園的熱泉中發現了大量嗜熱生物，我們知道蛋白質一般的話超過六十度，就會凝固的，煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上還能夠生活呢？在以前是不敢想的。

第二個就是1977年克里斯，他在太平洋底的熱泉中，同樣也發現了大量的嗜熱微生物，這個溫度它要更高，它可能達到二百到三網路。它壓力呢，也有二百到三百個大氣壓，它的環境是什麼樣子呢？它確實有大量的還原氣體，有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳，這個環境確實非常類似於四十億年前早期地球的環境，那麼生命起源它是不是就在這個時候產生的呢？這是我們現在看到的情況，但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發現的微生物呢？確實有，我們在這方面，我們在化石方面也取得了非常重要的進展，比如說在2000年，羅斯瑪森，澳大利亞的一個科學家，他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積裡面發現了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前，生命在熱泉的附近已經大量生存，那麼這是現在最新的，最流行的，也可以說迄今為止最科學的有關生命起源的假說，就是生命起源於熱泉，或者海底熱泉，俗稱「黑煙囪」的附近。

海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體，除了二氧化碳以外，還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物，比如說藍藻、光合細菌、硫細菌，特別是一類古細菌，在高溫下異常地繁盛，它在超過一網路的時候大量繁盛，而離開了這樣的環境，比如溫度一降下來，它馬上就進行休眠，而且並不能正常的生活，那麼這些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的時候，這種原始的生命形式呢？

第一個早期地球溫度都很高，產生的最早生命形式，應該是一些能適應高溫的生物，而熱泉中，生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個，熱泉的環境與早期的地球環境有很多類似之處，比如說它有高溫，還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣，還有硫化氫等等。第三個，在高溫的熱水環境的話，它是有利於小分子的有機化合物脫水，聚合成有機高分子，比如說現在我們用有機小分子氨基酸合成蛋白質的話，它就是在熱水中，通過這個熱聚合反應，脫水以後形成這樣的高分子，特別是在這種熱水口附近的話，形成了黃鐵礦，俗稱「愚人金」。它是由硫和鐵組成的，在它的表面的話，它非常有利於高分子的合成，因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度，和水化學鑒別的梯度，這個梯度的話，也是有利於各種化學的連續反映，我們知道熱泉口它噴出來的時候，它的溫度可能到達二網路到三網路，特別是在海底洋中脊附近，而海水的溫度的話，這種海底的溫度一般在0到4度，這樣的話，從三網路，一直到四網路，它有一個溫度梯度，這種溫度梯度的話，對有機化合物合成的話，可以說存在一個連續的反映。第五個也是最重要的一點，就是現在熱泉中的生物的話，它確實是生物演化速度的最根部的類型，也就是說它的基因是最古老的類型。

現代生物學家，他通過生物分子學的研究，他把熱泉中的一些嗜熱古細菌，跟現在的普通細菌進行了基因的對比，發現它們基因的相同點，不超過60％。那麼就是說這些古細菌它們含有非常多的古老的基因，也就是說，它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應該說，生命起源我們研究生命起源它最好的證據，還是在地球上，40億年到38億年間的岩石和化石所包含的信息。但是，經過40億年的變化，地球已經面目全非，現在的地球即使你有40億年到38億年的岩石，它也進入了大量的變種，信息也幾乎全無。

因此我們把目光不要局限在只是在地球上，如果說生命是宇宙之中一個普遍的現象的話，除了地球之外的其他天體上，是否也有類似於地球早期的這樣的環境呢？如果有的話，也許能為研究生命起源打開新的窗戶，我們第一個目標是什麼地方呢？不是火星是月球，現在地質學家認為，月球是40億年前，一顆大的行星撞擊地球，而從地球上迸發出去。形成了當今的月球，這個時間正好是40億年，如果地球上有生命起源的話，我們在月球上看看，那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法，月球上有月桂、有月兔，還有浪漫的愛情故事，但是二十世紀六十年代到七十年代，隨著前蘇聯和美國的宇航員登陸的成功，這個神話徹底破滅了，月球其實是一個沒有生命，沒有水，沒有氧氣，不適合生命生存的荒漠的星體。

那麼我們第二個目標是什麼呢？第二個目標是火星，因為火星也許在40億年以前，有著跟地球類似的經歷，火星的物質成分跟地球非常近似，它的軌道也跟地球非常近似，那麼火星上是不是有生命呢？我們到火星上去干什麼呢？我們尋找生命起源，要從哪幾點入手呢？一般來說是三點，第一個在火星上尋找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的話，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也許來自火星，或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態水，因為我們知道，水是萬物之源，水是生命之源。現在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態水也是非常重要的一個指標。第三個尋找與生命有關的化合物，如果我們現在沒有活的生物的話，過去有沒有呢？過去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在這些岩石之中呢？所以我們到火星上尋找生命，抱著三個目的。

1957年美國的海盜號航天器發回到地球的信息時，火星上沒有生命，沒有液態水的存在，它是一個荒蕪乾渴的紅色的星球。但是人類並沒有氣餒，20世紀90年代，美國宇航局加大了對火星的探測力度，通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠鏡得到的圖片，和其他的有關天體物理的信息資料顯示，火星上過去很可能有過液態水的存在。一些航天資料顯示，火星上有類似於像我們發生大洪水山前的沖積扇的構造，還有水、河道、像地球上乾涸的河床的河道，還有水侵蝕岩石的痕跡。另外還有非常特別的一點，在火星的兩極，發現了類似於地球上凍土解凍的情況，這是我們的航天資料。

但是我們如果有儀器，帶上儀器帶上人，在火星上去進行探索，或者獲得一塊石頭，進行分析一下，這些事情不是一目瞭然了嗎？所以在1999年初，美國呢，發射了一個火星極地著陸器，它帶著了精密的分析儀器，准備在火星的極地進行仔細地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望這些儀器能夠得到有關火星上是否有水的直接的信息的話，但就在進入火星的大氣層中，跟地球上失去了聯系。

那麼我們對火星的研究，那就束手無策了嗎？現在至少在現階段並不是，我們有來自火星上的隕石，非常幸運，在1984年，人們在南極的冰蓋上面，發現了一顆隕石，這個隕石拿回來以後呢，對它進行它的元素和做氣體化學分析，發現這個隕石呢，它的氣體它的同位素，跟火星上非常類似。所以他們認為這個隕石是來自火星，這個隕石是在一萬年前，掉在冰蓋上，南極的冰蓋上。

通過這個隕石的放射性同位素年齡測定呢，這個隕石40億年，距現在有40億年左右，正好跟地球上生命起源的年齡是一樣的。那麼幾十年來，科學家通過了大量研究這個隕石，一些研究者認為，這個隕石上含有了生命的跡象，有哪幾個方面的證據呢？有三個，第一個這個隕石裡面含有數種沉積礦物，因為沉積礦物它是有水的情況下形成的，所以科學家從中推斷，火星上可能有水，特別這些礦物裡面有一種是磁鐵礦物。他認為這種磁鐵礦，它只能由生命的形式存在，這是第一個證據。第二個，在這個隕石的表面通過化學分析，獲得了多種多環的芳香烴，他認為這種多環的芳香烴的話，與生命的形式有關。第三個它是通過掃描電鏡仔細觀察，發現了形態非常類似細菌的生物化石。這化石並不是很大，只有幾百個納米，因此，在1996年，美國宇航局向全世界宣布，在40億年前火星上曾經有過生命，當然這是一家之言。這顆隕石裡面，這個有關生命存在的信息是不是真的呢？當然有很多學者對這些證據提出了置疑。第一個就拿磁鐵礦來說，你認為只能由生命生存，我同意，你認為這個沉積礦物它也是由生命生存，我也同意。它是生命有水的形式下才能沉積，我也同意。但是你要知道這個隕石是在南極的冰蓋上找到的，那冰全是水，你在隕石撞擊冰蓋的時候，可能有很多的水溶化了，隕石撞擊這個地球的時候，它可能形成很多裂隙，如果有液態水，溶化的水，從這個裂隙進去的話，那不也可能形成一個自身的沉積礦物嗎？另外你認為這個磁鐵礦，你也可能，有人認為磁鐵礦的話，也並不是說是生命特有的，在其他物質條件下也可以形成，所以第一條證據的話，就有很多科學家認為它占不住。第二就是多環芳香烴的問題，同樣你看像南極冰蓋，你是零下40度，或者50度也好，也有大量的菌藻的生存，它是不是污染的呢？現在的污染，也許是一萬年以前污染的呢。所以這條證據的話，你也不能說是一個非常可靠的證據，百分之百的證據。第三個證據，特別是第三個證據它更加靠不住，就是把隕石把它劈開，你看見這些所謂的細菌的化石，這些化石，第一個它太小，它的直徑的話只有幾十個納米，我們知道，你像一個鐵的原子核的話，它可能就有0.6個納米，所以你這個，所謂生物化石它的直徑的話，它可能就是幾百個，甚至由上千個原子核組成。所以這基本的話，在現在我們理解的這個具有細胞膜包裹的原始細胞最小形態是不可想像的。所以這個有關隕石上生命的存在，或者火星上生命的存在，還需要繼續的研究。

我們所觀察的第三個天體，就是木星的衛星，特別是第二個衛星，叫木衛二，它的大小跟地球直徑非常類似，在1997年美國的伽利略號航天器對木衛二進行了觀察，他們發現在木衛二表面的話，有大量的裂痕存在，並且是多起的裂痕，通過天體物理學的方法研究，這個星球其實全是由水組成的，這個水是固態的冰，變成了固態的冰，我們從這些很多很多的裂隙可以看起來，多起裂痕看起來，這個星球也許在過去或者某個時候，某幾個時候，這個水曾經溶化過。也就是說，它曾經有液態水的存在，有液態水存在，它是不是也有生命的存在呢？但是這個還是一個未知數，我們需要更進一步的研究。總之，隨著航天科技和其他相關技術的進一步發展，地外生命的探索，為我們研究生命的起源開辟了一個新的途徑。

但無論怎麼樣生命起源的過程的話，這三個過程是跑不了：第一個是從無機物到有機小分子，這種過程，比如說你一氧化碳、二氧化碳、水、氫氣、氨氣、甲烷，這些東西你合成有機小分子，像氨基酸、嘌呤、啶、核苷酸、高能化合物、肪酸、有卟呤等這些東西，這個過程是跑不掉的，因為地球生命的起源的話，你從無機界到有機界，所以這個過程。一個過程是不管在什麼地方，在海底也好，在熱泉裡面，在火星上或者在木衛二，都跑不了這個過程，所以研究生命起源的過程的話，是第一個。

第二個呢，它是有機小分子到有機大分子這個形式，就是剛才說的氨基酸嘌呤嘧啶這個東西，有機大分子像蛋白質多糖，核酸這個過程，因為蛋白質是組成生物體的主要的物質，還有多糖、糖類、都是組成很多細胞的這個骨架，細胞壁的主要成分，還有核酸、這是遺傳物質，所以這個過程的話，也是跑不掉的。

C. 生命的起源是什麼

這個問題存在著多種臆測和假說，並有很多爭議，是現代自然科學正在努力解決的重大問題。現在學術界普遍接受的是由《物種起源》和米勒實驗為理論基礎的化學起源說。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據的發現，人們對生命起源的問題將會有更深入的研究。

創造論(或神造說）：

創造論認為世界萬物都是由神所創造。比如上帝、阿爾修斯。在《聖經》上說，「起初，神創造天地。創造論的質疑者認為神造說的根源是類比於人的製造能力，以及對概率論的錯誤應用。比如某宗教徒用手錶自我形成的概率為零必然有造表者來證明人是被創造的。

他們認為這種推理的根本錯誤在於他不懂得自然界普遍存在的自組織現象（如雪花、沙丘在一定條件下自動形成某種規則的形狀，這顯然不是被某高級主體有意製造的，而且也不能用概率論來推斷）。生命體的最根本特徵是自組織的，不是被製造的。

(3)生命起源圖片可愛擴展閱讀：

藉助微弱的無線電波，科學家們從27000光年外的一個巨大星雲里，如大海撈針般「抓到」了一種具有特殊的分支結構的碳基分子。這些遠在銀河系中心的有機分子，暗示著人們，構成生命結構的氨基酸等有機結構或許起源於浩瀚的太空。

據9月29日（北京時間）每日科學報道，來自馬克斯·普朗克射電天文學研究所的阿納德·貝克徹、卡爾·曼頓，與來自康奈爾大學的霍爾格·米勒/穆勒加羅德合作，針對人馬座B2區域進行全光譜測量，搜尋空間中可能存在的全新有機分子。

終於在臨近銀河系中心的人馬座B2產星區捕捉到了由異丁腈（isopropylcyanide）發射出的電波。此次研究小組藉助的是位於智利的「阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡」（即ALMA天文台）。ALMA位於有世界「干極」之稱的智利阿塔卡馬沙漠。

是一組由66個敏感的射電拋物面天線組成的射電天文望遠鏡，正是這些協同運作的望遠鏡群，構成了世界上最銳利的「眼睛」，靈敏度和解析度遠高於其他設備。

參與研究的康奈爾大學射電物理學和空間研究中心高級助理研究員羅伯·加羅德表示：「通常，在這類恆星形成區域發現的有機分子都是由碳原子排列組成的單鏈結構，但這次發現的異丁腈具有分支結構，打破了這一慣例。」

「這意味著復雜的化學分子能夠在星際空間形成，並有可能降落到行星表面。」加羅德說，「這次發現的異丁腈具有碳分支結構，正是例如構成蛋白質的氨基酸等生命所需分子的共同特徵。

這也從另一個角度表明，氨基酸等生命關鍵分子的產生或許會早於地球的形成，它們可能誕生於恆星的形成過程之中。」

藉助ALMA光譜分析，研究人員在人馬座B2區域鑒別出了約50種異丁腈和120種直鏈氰化物。這是人們首次在產星區觀測中找到如此大量的化學分子結構，有助於人們重新「認識」我們身邊的各類有機分子。

研究有機物質在恆星形成早期階段中的產生過程，或許能幫助人們逐步探明化學分子從簡單結構到復雜結構、從無機結構到可能孕育生命的有機結構，這一漫長而神秘的歷程。最終或許有助於我們了解生命起源的奧秘。

D. 孢子生命起源 求圖片一張

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E. 生命的起源

生命起源學說:

迄今為止提出了許多關於生命起源的假說——神創論，宇宙發生論，或自然起源論。

在自然起源中，大部分與地點或代謝有關，包括了基於各種科學家自己喜歡的生物分子命名的各種各樣的前生物世界。通常來說，「生命來自哪裡？」與「生命是怎麼來的？」並不是同樣的問題。

但是，在生命起源研究群體中，關於最早的自然起源生命是光能自養、還是化能自養、或是異養的問題還未達成共識。此外，生命起源的核心是建立了一套以遺傳密碼為核心的生化系統，因此，生命和遺傳密碼的起源是兩個緊密聯系的問題，對其中一個的了解需要對另一個的了解。

創造論(或神造說）:

創造論認為世界萬物都是由神所創造。比如上帝、阿爾修斯。在《聖經》上說，「起初，神創造天地。

創造論的質疑者認為神造說的根源是類比於人的製造能力，以及對概率論的錯誤應用。比如某宗教徒用手錶自我形成的概率為零必然有造表者來證明人是被創造的。

他們認為這種推理的根本錯誤在於他不懂得自然界普遍存在的自組織現象（如雪花、沙丘在一定條件下自動形成某種規則的形狀，這顯然不是被某高級主體有意製造的，而且也不能用概率論來推斷）。生命體的最根本特徵是自組織的，不是被製造的。

宇宙生命論(或生命外來論):

這一假說提倡「一切生命來自宇宙」的觀點，認為地球上最初的生命來自宇宙間的其他星球，即「地上生命，天外飛來」。這一假說認為，宇宙太空中的「生命胚種」可以隨著隕石或其他途徑跌落在地球表面，即成為最初的生命起點。

現代科學研究表明，在已發現的星球上，自然狀況下是沒有保存生命的條件的，因為沒有氧氣，溫度接近絕對零度，又充滿具有強大殺傷力的紫外線、X射線和宇宙射線等，因此任何「生命胚體」是不可能保存的。這個假說實際上把生命起源的問題推到了無邊無際的宇宙中去了，同時這個假說對於「宇宙中的生命又是怎樣起源」的問題，仍是無法解釋的。

自然發生:

又稱「自生論」或「無生源論」，認為生物可以隨時由非生物產生，或者由另一些截然不同的物體產生。如中國古代所謂「肉腐出蟲，魚枯生蠹」。中世紀有人認為樹葉落入水中變成魚，落在地上則變成鳥等。自然發生說是19世紀前廣泛流行的理論，這種學說認為，生命是從無生命物質自然發生的。

如我國古代認為的「腐草化為螢」（即螢火蟲是從腐草堆中產生的），腐肉生蛆等。在西方，亞里士多德（公元前384~公元前322年）就是一個自然發生論者。有的人還通過「實驗」證明，將穀粒、破舊襯衫塞入瓶中，靜置於暗處，21天後就會產生老鼠，並且讓他驚訝的是，這種「自然」發生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。

1860年，法國微生物學家巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗，徹底否定了自然發生說。普遍接受的生命起源假說。19世紀時，法國微生物學家巴斯德（LouisPasteur） (1821）—1895)進行了著名的鵝頸燒瓶實驗。

鵝頸瓶實驗是假設細菌、微生物的移動需要依靠菌毛、鞭毛，並且需要在有液體介質的情況下才能正常移動。他把肉湯灌進兩個燒瓶里，第一個燒瓶就是普通的燒瓶，瓶口豎直朝上；而第二個燒瓶，瓶頸彎曲成天鵝頸一樣的曲頸瓶。

然後把肉湯煮沸、冷卻。兩個瓶子都沒有用塞子塞住瓶口，而是敞開著，外界的空氣可以暢通無阻地與肉湯表面接觸。他將兩個燒瓶放置一邊。過了三天，第一個燒瓶里就出現了微生物，第二個燒瓶里卻沒有。

他把第二個瓶子繼續放下去：一個月、兩個月，一年、兩年……直至四年後，曲頸頸瓶里的肉湯仍然清澈透明，沒有變質和產生微生物。巴斯德認為，肉湯中的小生物來自空氣，而不是自然發生的。他的實驗為科學家進一步否定「自然發生論」奠定了堅實的基礎。

現代生物學，化學的研究結果更加徹底地否認了自然發生論的可能性，生命的創造只能通過遺傳物質的復制，以及細胞的分裂過程來實現。我們在生活中所直觀觀察到的生命「自生」現象，全部都是某種不易發現的復制過程在起作用。

化學起源說:

化學起源說是被很多學者接受的生命起源假說。這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。

米勒實驗

米勒在他的實驗中假設在生命起源之初大氣層中只有氫氣、氨氣和水蒸氣等物，其中並沒有氧氣等，當他把這些氣體放入模擬的大氣層中並通電引爆後，發現其中產生了些氨基酸，氨基酸是合成蛋白質的基本單元，而蛋白質是生命存在的形式，因此他認為生命從無到有的理論將可以確立了，證明生命是進化而來的。

但米勒的實驗也有很多的疑點，例如所使用的能量大小，不同氣體的配合等。雖然都產生了氨基酸、醣類等物質，但仍不能證明這就是生命的起源。因為他所假設的大氣層不能證明是原始的大氣層，所得的結果就是不確定的。

米勒本身也承認他的實驗與自然界生命起源相距仍很遙遠。並且現代科學發現在火星上有氧氣存在卻沒有生命，那麼米勒假設大氣層中沒有氧氣存在故沒有生命之說就不成立，因此無法證明生命起源是由單細胞進化而來的。

化學起源說將生命的起源分為四個階段（米勒實驗）。

第一個階段，從無機小分子生成有機小分子的階段，即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中，一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。

米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環，接著他通過兩個電極放電產生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。

經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實，生命起源的第一步，從無機小分子物質形成有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的。

第二個階段，從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的，即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質，經過長期積累，相互作用，在適當條件下（如黏土的吸附作用），通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。

第三個階段，從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的？前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說，他通過實驗表明，將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中，它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴，這些小滴就是團聚體。

奧巴林等人認為，團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象。例如，團聚體具有類似於膜那樣的邊界，其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物，還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應，反應的產物也能從團聚體中釋放出去。

另外，有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說，以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。

第四個階段，有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的，是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。

該理論也並非被所有人所接受。其質疑者認為，僅僅能夠證明蛋白質大分子可以自然形成便宣稱生命可以如此自發產生，就好比給猴子一台列印機，就宣稱它可以寫出一本紅樓夢。

形成一個大分子固然簡單，但是形成含有生命信息的DNA，蛋白質需要這些有機小分子以一種非常非常特別的方式組合。就好比用打字機打出一本完全隨機的書固然簡單，寫出一本《紅樓夢》卻難上加難。

僅僅依賴於隨機過程，形成有效生命分子的概率可以小到在1億個宇宙的年齡這么長的時間也不太可能發生。生命的信息是怎樣被創造的？在很長時間中，該理論的支持者都沒有對這一質疑給出有效的解答。

但是，最近的研究指出，ATP在生命的信息起源中扮演了重要角色（ATP中心假說）：

（a）它是光能轉化成化學能的終端；

（b）推動了一系列的生化循環（如卡爾文循環等）和元素重組；

（c）它通過自身的轉化與縮合將生命過程信息化——篩選出用4種鹼基編碼20多個氨基酸的三聯體密碼子系統，構建了一套遺傳信息的保存、復制、轉錄和翻譯以及多肽鏈的生產體系；

（d）演繹出蛋白質與核酸互為因果的反饋體系，並通過自然選擇，篩選出對細胞內同步發生的生化反應進行管控的體系與規則，並最終建立起了生命的傳遞機制——遺傳。

因此，生命的起源是從能量轉化到信息化的過程中實現的，在這個過程中產生了記錄生命過程的遺傳密碼子。

如果從能量的普適性以及現代生化系統的結構特徵來看，生命最有可能始於光合系統的演化（生命的光養起源假說）。

支持這一觀點的一個重要分子證據就是細胞色素（一類以鐵卟啉或血紅素為輔基的電子傳遞蛋白），這是一個存在於幾乎所有生物之中的電子載體，而血紅素可能就是從光合色素——葉綠素衍生而來的（現存生物中兩者生物合成途徑亦十分相似），只是葉綠素含有鎂卟啉環，它可能由卟啉環與長鏈脂肪酸（可能來自膜）加合而成。

葉綠素與細胞色素的血紅素輔基之間在結構上的相似性如下圖所示。在從鎂卟啉到鐵卟啉的轉變中發生了去環化作用（紅色標記位置）。從進化上來看，膜耦聯的葉綠素分子可能由磷脂與卟啉環加合而成。帶箭頭的藍色虛線表示可能的演化方向。[4]

天體撞擊論:

地球經常受到小行星的撞擊，帶來了原來沒有來自地球的氨基酸，經漫長的發展，形成最初始的生命。

以上內容參考：網路-生命起源理論

F. 生命的起源是什麼

神秘的生命起源 從古至今，有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說，中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀，伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世，生物科學發生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現代的化學進化論。

生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實，米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。

G. 急需關於「生命的起源」的圖片

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H. 地球上的第一個生命從何誕生

有許多種。
海洋和火山
因為第一個生命誕生時地球環境很惡劣，地球上全是海洋和火山，所以是海洋和火山。

生命何時、何處、特別是怎樣起源的問題，是現代自然科學尚未完全解決的重大問題，是人們關注和爭論的焦點。歷史上對這個問題也存在著多種臆測和假說，並有很多爭議。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據的發現，人們對生命起源的問題有了更深入的研究，下面介紹幾種著名的假說，以備教學時參考。
1.自然發生說
自然發生說是19世紀前廣泛流行的理論，這種學說認為，生命是從無生命物質自然發生的。如，我國古代認為的「腐草化為螢」（即螢火蟲是從腐草堆中產生的），腐肉生蛆等。在西方，亞里士多德（公元前384—公元前322）就是一個自然發生論者。有的人還通過「實驗」證明，將穀粒、破舊襯衫塞入瓶中，靜置於暗處，21天後就會產生老鼠，並且讓他驚訝的是，這種「自然」發生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。
18世紀時，義大利生物學家斯巴蘭讓尼（1729—1799）發現，將肉湯置於燒瓶中加熱，沸騰後讓其冷卻，如果將燒瓶開口放置，肉湯中很快就繁殖生長出許多微生物；但如果在瓶口加上一個棉塞，再進行同樣的實驗，肉湯中就沒有微生物繁殖。斯巴蘭讓尼認為，肉湯中的小生物來自空氣，而不是自然發生的。斯巴蘭讓尼的實驗為科學家進一步否定「自然發生論」奠定了堅實的基礎。
1860年，法國微生物學家巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗，徹底否定了自然發生說（詳見《義務教育課程標准實驗教科書生物學八年級上冊》）。
2.化學起源說
化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。
化學起源說將生命的起源分為四個階段。
第一個階段，從無機小分子生成有機小分子的階段，即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的，這一過程教材中已有敘述，這里不再重復。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中，一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環，接著他通過兩個電極放電產生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實，生命起源的第一步，從無機小分子物質形成有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二個階段，從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的，即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質，經過長期積累，相互作用，在適當條件下（如黏土的吸附作用），通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
第三個階段，從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的呢?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說，他通過實驗表明，將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中，它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴，這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為，團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象（圖7）。例如，團聚體具有類似於膜那樣的邊界，其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物，還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應，反應的產物也能從團聚體中釋放出去。另外，有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說，以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。圖7團聚體簡單代謝示意圖第四個階段，有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的，是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。
3.宇生說
這一假說認為，地球上最早的生命或構成生命的有機物，來自於其他宇宙星球或星際塵埃。持這種假說的學者認為，某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球，從而使地球有了初始的生命。但我們知道，宇宙空間的物理條件，如紫外線等各種高能射線以及溫度等條件對生命都是致命的，而且，即使有這些生命，在它們隨著隕石穿越大氣層到達地球的過程中，也會因溫度太高而被殺死。因此，像微生物孢子這一水平的生命形態看來是不大可能從天外飛來的。但是，一些學者認為，一些構成生命的有機物完全有可能來自宇宙空間。1969年9月28日，科學家發現，墜落在澳大利亞麥啟遜鎮的一顆炭質隕石中就含有18種氨基酸，其中6種是構成生物的蛋白質分子所必須的。科學研究表明，一些有機分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星際塵埃的表面產生，這些有機分子可能由彗星或其隕石帶到地球上，並在地球上演變為原始的生命。
4.熱泉生態系統
生命的起源可能與熱泉生態系統有關，這是20世紀70年代以來，部分學者提出的觀點。20世紀70年代末，科學家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近發現了幾處深海熱泉，在這些熱泉里生活著眾多的生物，包括管棲蠕蟲、蛤類和細菌等興旺發達的生物群落。這些生物群落生活在一個高溫（熱泉噴口附近的溫度達到300 ℃以上）、高壓、缺氧、偏酸和無光的環境中。首先是這些化能自養型細菌利用熱泉噴出的硫化物（如H2S）所得到的能量去還原CO2而製造有機物，然後其他動物以這些細菌為食物而維持生活。迄今科學家已發現數十個這樣的深海熱泉生態系統，它們一般位於地球兩個板塊結合處形成的水下洋嵴附近。
熱泉生態系統之所以與生命的起源相聯系，主要基於以下的事實：
（1）現今所發現的古細菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環境中，這種環境與熱泉噴口附近的環境極其相似；
（2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，與地球形成時的早期環境相似。
由此，部分學者認為，熱泉噴口附近的環境不僅可以為生命的出現以及其後的生命延續提供所需的能量和物質，而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態系統是孕育生命的理想場所。但另一些學者認為，生命可能是從地球表面產生，隨後就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以後的撞擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來並繁衍後代。因此，這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現的，但卻是現存所有生物的共同祖先。
神秘的生命起源
從古至今，有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說，中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀，伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世，生物科學發生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實，米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。
地球上的生命也許就產生在距今38億年到40億年之間，但是我們應該清醒的明白，我們距離揭開生命起源這一亘古之謎，還有一段遙遠的科學歷程。從無機物到有機物，到有機化合物到有機生命體的演化，同時還具有很多的偶然性，並不是有這種環境，有這種形成條件，它就能產生生命。有人曾經比喻說，這些無機物好像一個垃圾堆裡面什麼都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個單細胞，就像一輛精美的賓士車，在一陣台風過後，這些垃圾組裝成了一個賓士車。因此我們可以想像，這個生命起源的過程是非常非常地艱難。因此，也許我們在這個藍色的星球，是生命的惟一的樂園，因此請保護我們的地球，珍惜地球上的生命，我們不能奢望地球上第二次的生命起源。
生命起源是一個亘古未解之謎，地球上的生命產生於何時何地？是怎樣產生的？千百年來，人們在破解這一謎底之時，遇到了不少陷阱，同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代，老子在《道德經》里寫到，道生一，一生二，二生三，三生萬物。用現在的話說，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，用今天的話說，可能就是由無機界所形成。
生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源。因而，生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的「大爆炸」產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。
大約在66億年前，銀河系內發生過一次大爆炸，其碎片和散漫物質經過長時間的凝集，大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46億年前形成了。接著，冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能，再轉化為動能、熱能，致使溫度升高，加上地球內部元素的放射性熱能也發生增溫作用，故初期的地球呈熔融狀態。高溫的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異，重的元素下沉到中心凝聚為地核，較輕的物質構成地幔和地殼，逐漸出現了圈層結構。這個過程經過了漫長的時間，大約在38億年前出現原始地殼，這個時間與多數月球表面的岩石年齡一致。
生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自「大爆炸」後元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化並不局限於地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中，接著在行星表面的一定條件下產生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統，即具有原始細胞結構的生命。至此，生物學的演化開始，直到今天地球上產生了無數復雜的生命形式。
38億年前，地球上形成了穩定的陸塊，各種證據表明液態的水圈是熱的，甚至是沸騰的。現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。
原始地殼的出現，標志著地球由天文行星時代進入地質發展時代，具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內尚無較多的生物出現，一直到距今5.4億年前的寒武紀，帶殼的後生動物才大量出現，故把寒武紀以後的地質時代稱為顯生宙。
在中世紀的西方，《聖經》上描繪的上帝，在七天之內造就萬物之說，也是非常流行。今天看來，生命起源並不像這些古老傳說，或神話描繪的那樣，但表明了人類長期以來，對生命起源之謎傾注了極大地熱情和關注。但生命起源應該是怎樣發生的？科學又是怎樣對這一千古之謎進行探索的？我們已經取得了哪些進展？還有哪些問題沒有解決？
首先，生命起源之說，第一個謎是生命的時間，起源的時間問題。在中世紀的西方，人們對《聖經》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位愛爾蘭大主教根據聖經上所描述的，計算出上帝創世的確切時間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23號上午九點鍾。也就是說，生命起源距今的話，是六千年前，這當然不是真的，而真的是什麼呢？真的就是用科學的回答，科學是怎麼回答這個生命起源的時間呢？那就是說用化石，是保存在岩石中的化石來回答。我們知道，生物死亡後，它們的遺跡在適當的條件下，就保存在岩石之中，我們把它們稱作化石。地質歷史中形成的岩層，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些岩石之中，年代越久遠的生物化石，就保存在岩層的最底層。
迄今為止，我們發現了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的岩石，這些化石類似於現在的藍藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小隻有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚於三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數據我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。今天，隨著科學的發展，地質學家認為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早於40億年。另外，在格陵蘭的38.5億年的岩石中發現了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機碳，一個有機碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學家根據碳的同位素分析，推測這些碳它是有機碳，是來源於生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之後，一直到現在45億年，就是生生不息的生命演化史。
好，首先我們現在已經有了生命起源的時間概念，是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的？它在什麼地方起源的？這樣我們不得不回顧一些有關生命起源的假說。
第一個是創世說，在《舊約全書》的第一章寫到，上帝在七天之內創造了世間之萬物，在中世紀的西方大家普遍接受這個觀念，可以說一直到現在，這種觀念還被很多人接受，當然這也不是真的。第二個呢，是自生論，比如說希臘人認為，昆蟲生於土壤，春天萬象更新，種子從泥土裡萌發，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源，而是生命的延續，可以說這個自生論，現在已經被徹底拋棄了。與這個類似的說法，還有比如說埃及人認為生命來自於尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。
第三個有關生命起源的假說，就是有生源論，這個在19世紀的西方也相當地流行，有生源論認為，生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪裡來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎麼起源的？物質怎麼來的？你給我回答了物質是怎麼來的，生命我就可以說是從哪兒來的，其實這是一個不可知論。在20世紀的後半葉，有生源論逐漸發展到現在的宇宙胚種論，直到現在，有許多科學家認為，生命必須的酶，像蛋白質，和遺傳物質的形成，需要數億年的時間，在地球早期並沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年，因此他們認為生命一定是以孢子或者其他生命的形式，從宇宙的某個地方來到了地球，這種觀念也是有一定的依據的。
二十世紀四十年代以來，人類用天體物理的手段，在地球之外探測了近百種有機分子，像甲醛，氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關，它可能給地球帶來生命或者有機分子，一個是彗星，一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機分子，比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態的水，還有氨基酸，鐵類，乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物，生命有可能在彗星上產生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時，由這些有機分子經過一系列的合成而產生新的生命。當然這種胚種論也存在著不同的觀念，它有兩種致命的弱點，一個是生命是否能在宇宙中進行長期的遷移？還能不能夠存活？我們知道天體之間的距離是以光年為計算的，天體之間交流可能需要成千上萬年，從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空裡面，暴露在這種大量的宇宙射線之中，活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續萌發呢？這是一個最大的問題，第二個從無機分子到有機化合物的過程，這種過程，比如說彗星上我們看到有機小分子形成，在地球上也能夠形成，這是不用置疑的。
1859年，伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世，生物科學發生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實，既然你說地球早期溫度都是比較高，又充滿了很多還原性氣體，還有水，那麼我就把這些氣體，把水放在一個瓶子裡面，看看它是不能產生生命，或者產生有機化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣，還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子裡面，在瓶子裡面兩頭插上金屬棒，完了通上電源，通過這個類似於閃電的作用，確實在幾天之後產生了大量的氨基酸。那麼就是說在地球上面，在閃電下，在常溫下，也能成為無機分子，合成有機分子。我們知道，你氨基酸的話，是組成蛋白質的最重要的物質，可以說，組成生命起源最重要的物質。因此，米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣，還有原始的海洋，當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質，蛋白質和其他的多糖類，以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。
但是這種溫暖水池說，也遇到一些問題，其中有兩個問題，第一個問題是現在地質學家認為，地球早期大氣圈它並不是含有大量的還原性氣體，它是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下，你並不能形成大量的氨基酸。第二個，溫暖的水池在地球早期並不能長期形成，為什麼呢？因為當時地球早期，剛才說過它有大量的隕石、流星，還加上地球本身的放射性，溫度很高，你這個溫暖水池一旦生命產生了，一個隕星過來，溫度在瞬間之內可能達到上千度、甚至幾千度，生命已經絕滅了，只能再來一次生命的起源。但是我們現在就這么想，現今的地球上是不是有溫度比較高，還有還原性氣體，還有生物存在呢？那麼，有兩件工作可以說具有劃時代的意義，一個是1967年美國學者布萊克，在黃石公園的熱泉中發現了大量嗜熱生物，我們知道蛋白質一般的話超過六十度，就會凝固的，煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上還能夠生活呢？在以前是不敢想的。
第二個就是1977年克里斯，他在太平洋底的熱泉中，同樣也發現了大量的嗜熱微生物，這個溫度它要更高，它可能達到二百到三網路。它壓力呢，也有二百到三百個大氣壓，它的環境是什麼樣子呢？它確實有大量的還原氣體，有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳，這個環境確實非常類似於四十億年前早期地球的環境，那麼生命起源它是不是就在這個時候產生的呢？這是我們現在看到的情況，但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發現的微生物呢？確實有，我們在這方面，我們在化石方面也取得了非常重要的進展，比如說在2000年，羅斯瑪森，澳大利亞的一個科學家，他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積裡面發現了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前，生命在熱泉的附近已經大量生存，那麼這是現在最新的，最流行的，也可以說迄今為止最科學的有關生命起源的假說，就是生命起源於熱泉，或者海底熱泉，俗稱「黑煙囪」的附近。
海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體，除了二氧化碳以外，還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物，比如說藍藻、光合細菌、硫細菌，特別是一類古細菌，在高溫下異常地繁盛，它在超過一網路的時候大量繁盛，而離開了這樣的環境，比如溫度一降下來，它馬上就進行休眠，而且並不能正常的生活，那麼這些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的時候，這種原始的生命形式呢？
第一個早期地球溫度都很高，產生的最早生命形式，應該是一些能適應高溫的生物，而熱泉中，生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個，熱泉的環境與早期的地球環境有很多類似之處，比如說它有高溫，還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣，還有硫化氫等等。第三個，在高溫的熱水環境的話，它是有利於小分子的有機化合物脫水，聚合成有機高分子，比如說現在我們用有機小分子氨基酸合成蛋白質的話，它就是在熱水中，通過這個熱聚合反應，脫水以後形成這樣的高分子，特別是在這種熱水口附近的話，形成了黃鐵礦，俗稱「愚人金」。它是由硫和鐵組成的，在它的表面的話，它非常有利於高分子的合成，因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度，和水化學鑒別的梯度，這個梯度的話，也是有利於各種化學的連續反映，我們知道熱泉口它噴出來的時候，它的溫度可能到達二網路到三網路，特別是在海底洋中脊附近，而海水的溫度的話，這種海底的溫度一般在0到4度，這樣的話，從三網路，一直到四網路，它有一個溫度梯度，這種溫度梯度的話，對有機化合物合成的話，可以說存在一個連續的反映。第五個也是最重要的一點，就是現在熱泉中的生物的話，它確實是生物演化速度的最根部的類型，也就是說它的基因是最古老的類型。
現代生物學家，他通過生物分子學的研究，他把熱泉中的一些嗜熱古細菌，跟現在的普通細菌進行了基因的對比，發現它們基因的相同點，不超過60％。那麼就是說這些古細菌它們含有非常多的古老的基因，也就是說，它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應該說，生命起源我們研究生命起源它最好的證據，還是在地球上，40億年到38億年間的岩石和化石所包含的信息。但是，經過40億年的變化，地球已經面目全非，現在的地球即使你有40億年到38億年的岩石，它也進入了大量的變種，信息也幾乎全無。
因此我們把目光不要局限在只是在地球上，如果說生命是宇宙之中一個普遍的現象的話，除了地球之外的其他天體上，是否也有類似於地球早期的這樣的環境呢？如果有的話，也許能為研究生命起源打開新的窗戶，我們第一個目標是什麼地方呢？不是火星是月球，現在地質學家認為，月球是40億年前，一顆大的行星撞擊地球，而從地球上迸發出去。形成了當今的月球，這個時間正好是40億年，如果地球上有生命起源的話，我們在月球上看看，那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法，月球上有月桂、有月兔，還有浪漫的愛情故事，但是二十世紀六十年代到七十年代，隨著前蘇聯和美國的宇航員登陸的成功，這個神話徹底破滅了，月球其實是一個沒有生命，沒有水，沒有氧氣，不適合生命生存的荒漠的星體。
那麼我們第二個目標是什麼呢？第二個目標是火星，因為火星也許在40億年以前，有著跟地球類似的經歷，火星的物質成分跟地球非常近似，它的軌道也跟地球非常近似，那麼火星上是不是有生命呢？我們到火星上去干什麼呢？我們尋找生命起源，要從哪幾點入手呢？一般來說是三點，第一個在火星上尋找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的話，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也許來自火星，或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態水，因為我們知道，水是萬物之源，水是生命之源。現在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態水也是非常重要的一個指標。第三個尋找與生命有關的化合物，如果我們現在沒有活的生物的話，過去有沒有呢？過去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在這些岩石之中呢？所以我們到火星上尋找生命，抱著三個目的。
1957年美國的海盜號航天器發回到地球的信息時，火星上沒有生命，沒有液態水的存在，它是一個荒蕪乾渴的紅色的星球。但是人類並沒有氣餒，20世紀90年代，美國宇航局加大了對火星的探測力度，通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠鏡得到的圖片，和其他的有關天體物理的信息資料顯示，火星上過去很可能有過液態水的存在。一些航天資料顯示，火星上有類似於像我們發生大洪水山前的沖積扇的構造，還有水、河道、像地球上乾涸的河床的河道，還有水侵蝕岩石的痕跡。另外還有非常特別的一點，在火星的兩極，發現了類似於地球上凍土解凍的情況，這是我們的航天資料。
但是我們如果有儀器，帶上儀器帶上人，在火星上去進行探索，或者獲得一塊石頭，進行分析一下，這些事情不是一目瞭然了嗎？所以在1999年初，美國呢，發射了一個火星極地著陸器，它帶著了精密的分析儀器，准備在火星的極地進行仔細地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望這些儀器能夠得到有關火星上是否有水的直接的信息的話，但就在進入火星的大氣層中，跟地球上失去了聯系。
那麼我們對火星的研究，那就束手無策了嗎？現在至少在現階段並不是，我們有來自火星上的隕石，非常幸運，在1984年，人們在南極的冰蓋上面，發現了一顆隕石，這個隕石拿回來以後呢，對它進行它的元素和做氣體化學分析，發現這個隕石呢，它的氣體它的同位素，跟火星上非常類似。所以他們認為這個隕石是來自火星，這個隕石是在一萬年前，掉在冰蓋上，南極的冰蓋上。
通過這個隕石的放射性同位素?/pre>