“生命的起源”等4則

生命究竟是如何起源的?1924年，俄羅斯生物學家奧巴林曾經提出：生命的基本構成單位——分子，可能是從更簡單的化學物質演化而來。美國大氣化學家哈羅德·尤里將這個觀點向前推進了一步，他認為生命出現以前。大氣中可能缺乏氧氣，但含有氨氣、甲烷、水蒸氣和氫氣。閃電釋放出的電或紫外線輻射可能產生簡單的生物分子，例如氨基酸和糖，現在生命依然需要這些分子。

1953年，尤里的學生斯坦利·米勒打算通過實驗來驗證尤里的觀點。短短的幾個月時間里，米勒就取得了令人矚目的成功。利用試管中簡單的化學物質組成的“空氣”，他制造出了多種生物分子。實驗結果引起了軒然大波。因為在當時，它打破了宗教對科學世界觀僅存的威脅之一。在那以前，已經接受了進化論的人們依然相信上帝利用化學物質創造了生物分子。米勒證實了這其實是自然過程的結果，打破了所謂的生物和非生物的區別。

自此以后，對生命起源的研究基本上都是遵循米勒的實驗模式，所有生命基本構成成分的合成也以其為基礎。但研究遠未結束，人們尚不清楚構成生命的分子是如何合成自我繁殖系統的，迄今，人們還沒有解開這個謎。

古老的生物化石

埃爾索·巴洪(1915—1984年)

地球46億年的歷史可以分為兩大宙：顯生宙和前寒武紀(或隱生宙)。人們曾認為，在長達5.45億年的顯生宙時代物種極其繁盛。而在40多億年的隱生宙時代，沒有任何生命存在的跡象。但在20世紀60年代，在加拿大西安大略的岡弗林特艾恩斯通的裸露的巖層中，埃爾索·巴洪發現了20億年前的隱生宙微生物化石。查爾斯·達爾文也了解前寒武紀生命記錄的缺失，代表動物王國幾大分支的化石突然出現在已知的最低的(寒武紀)化石巖層中，達爾文對此非常困惑，他無法“提出令人滿意的解釋”。

1865年，科學家把在加拿大希爾德角的古勞倫系石灰巖中所發現的類生物結構被命名為始生物(曙生物)，它們起初被看做是前寒武紀生命體存在的證據，但后來證明它們只是無機物。然而，在加拿大的巖層中的確發現了真正的前寒武紀化石，這些首次發現的化石受到了廣泛的關注。

后來，人們又在岡弗林特艾恩斯通的富含硅的黑硅石沉積層中發現了保存完好的微生物化石。1965年，巴洪和斯坦利·泰勒描繪了這種微生物，認為它們與疊層結構有關，可以回溯到大約20億年以前。

我們現在知道，隨著38億年前可以進行光合作用，并在無氧大氣中生存的原核生物細胞的出現，微生物形態的生命開始出現，有的形成了疊層。而到了21億年前，隨著大氣中氧的含量不斷增大，更為復雜的真核生物開始演化。具有生殖能力的多細胞動物出現在大約12億年以前，距今6.1億年時，生物就已經包括多種多樣的軟體海洋生物。它們被稱為埃迪卡拉動物群，其中包括了主要的寒武紀化石生物群的祖先。

極限處的生命

提杰爾德·范安德爾(1923～)

提杰爾德·范安德爾乘坐“阿爾文號”潛艇潛水2500米，到達位于太平洋加拉帕哥斯群島東部的海洋中部山脊，成為第一位在海底見到熱液噴發口的人。那些噴發口上覆滿著動物卻使他非常震驚。從科學的角度講，發現獨特生物體群生存在完全黑暗中并通過硫磺化合物氧化獲取能量，其意義勝過登月第一人所發現的任何東西。

在海洋中部山脊，冰冷的海水穿透灼熱的海底新巖石石縫，經加熱后回流，從周圍巖石中獲取化學物質，再以溫泉的形式流回到海洋中。噴發口的海水所含化學成分不同，水溫變化也很大，有些能達到35℃，與海水混合會生成錳和鐵礦物質。由吞噬硫磺的細菌(每毫升中有100萬個以上)所形成的化學合成物構筑了一個生態系統，完全不同于主宰地球多數生命的光合作用系統。2米高的巨型管狀蟲和龐大的貝類，是內共生和化學合成細菌的宿主，生長旺盛，成為蟹和魚的食物。

沃斯托克湖

安德里·卡皮查

沃斯托克湖位于世界上最荒涼的地區，對科學探險者是令人畏懼的挑戰。沃斯托克湖的魅力源于這樣一個事實，就像木星的衛星木衛二的海洋一樣，有一層厚冰殼將其密封，與大氣分開。它位于距南極海岸線1500千米之處，海拔3500米，靠近俄羅斯沃斯托克考察站，一個曾經經歷地球上最低氣溫記錄-89.2攝氏度的科學研究前哨基地。

該湖存在的第一個跡象出現在1960年。當時俄國地理學家安德里·卡皮查飛越沃斯托克地區上空，發現冰原上有一個巨大的平坦地區。但他認為冰川下有一個湖的看法沒有引起人們的重視。英國一次雷達觀測表明水被夾在冰和巖床中間。沃斯托克湖冰厚4千米，水深達500米，面積為1萬平方千米，在南極地區約70個類似的湖中是最大的，整個湖與湖中的動植物生命至少在100萬年前就封閉起來。如今，這是一個靠火山活動保持溫暖的黑暗、沒有營養的地區。對于這一孤立的生物圈可能如何進化的猜測——如果這個生物圈的確設法存在的話——有待于人們去想像。

1998年，鉆機鉆入3623米處的冰層，為避免污染，在距湖120米處停止。他們再次發現了最深層的冰核，同時還有一系列在原處保存20萬年之久的細菌、真菌、藻類甚至花粉粒——核心底部實際上可能是冰川下形成的凍結的湖水。科學家們現在想把機器人探險者送入神秘的湖中尋找生命的跡象。如果成功的話，人們的希望就會大增，因為這能證明木星的衛星被冰封的海洋覆蓋的地方也會有生命存在的可能。