探索生命起源的第一步

二 探索生命起源的第一步

生命从哪里来?地球上第一个生命体是怎样诞生的?

自从上帝造人、造物的神话破灭后,在生命起源问题上有两大学派:一派认为生命是从外星球移植到地球上来的;另一派认为生命是地球自身的产物。

美国的尤里主张生命源自地球本身,他与学生米勒设计模拟了原始大气,研究在自然条件下能否产生与生命有关的物质。米勒以甲烷、氨气、氢气和水蒸气组成强还原性气体,通过火花放电模拟雷电闪击,再通过一个星期的放电,向气体提供能量6.27×103 kJ~6.27×104 kJ。在一次典型实验中,由950mg 甲烷产生了约200mg 的氨基酸,而氨基酸是构成生命蛋白质的成分。

图示

1961年,西班牙生物化学家奥罗,把氰化氢和甲醛加入原始大气中,实验结果除氨基酸外,还得到了腺嘌呤、核糖和脱氧核糖,得到了构成生命核酸的成分。(https://www.daowen.com)

核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)都是磷酸酯类,结构中的磷是从哪里来的呢?1982年,我根据近代行星化学的研究,探测到三氢化磷(PH3)存在于木星和土星的大气层中,在模拟原始大气中引入了PH3,进行了甲烷、氮、三氢化磷、氨、水蒸气的火花放电,并与不含三氢化磷的上述体系气相放电做了对照。实验结果用气相色谱鉴定出含PH3 体系放电后产生19种氨基酸,而无PH3 体系在相同放电条件下,只产生6种氨基酸。这个实验发现了PH3 在气相放电反应中的催化作用,被美、日杂志引用作为生命起源的第一步,是火花放电产生氨基酸的一个重要进展。

图示

1982年,我国化学家王文清模拟原始大气引入三氢化磷,鉴定出19种氨基酸

美国加州大学海洋生物学家巴达提出一个论点:亿万年前地球上的第一线生机孕育在厚冰层之下。巴达说,数十亿年前混沌初开,地球表面覆盖着冰层,但地球核心是炽热的,辐射出的热量是今天的5倍,因此远古海洋底部仍是液态水,冰下海水是原始生命的温床。冰层起屏蔽保护作用,使海水中的有机分子不断积累,变得愈来愈浓。当小天体撞在地球上时,产生的热量使厚冰层融化成一个大洞,使水中的有机分子与大气接触,形成更复杂的分子,不久冰层又冻结,这些新分子又被封存。冰层每次解冻都使“浓汤”里的氨基酸、碱基更丰富,直至生命诞生。