“生命的起源”等4则

斯坦利·劳埃德·米勒　哈罗德·克莱顿·尤里

生命究竟是如何起源的?1924年，俄罗斯生物学家奥巴林曾经提出：生命的基本构成单位——分子，可能是从更简单的化学物质演化而来。美国大气化学家哈罗德·尤里将这个观点向前推进了一步，他认为生命出现以前。大气中可能缺乏氧气，但含有氨气、甲烷、水蒸气和氢气。闪电释放出的电或紫外线辐射可能产生简单的生物分子，例如氨基酸和糖，现在生命依然需要这些分子。

1953年，尤里的学生斯坦利·米勒打算通过实验来验证尤里的观点。短短的几个月时间里，米勒就取得了令人瞩目的成功。利用试管中简单的化学物质组成的“空气”，他制造出了多种生物分子。实验结果引起了轩然大波。因为在当时，它打破了宗教对科学世界观仅存的威胁之一。在那以前，已经接受了进化论的人们依然相信上帝利用化学物质创造了生物分子。米勒证实了这其实是自然过程的结果，打破了所谓的生物和非生物的区别。

自此以后，对生命起源的研究基本上都是遵循米勒的实验模式，所有生命基本构成成分的合成也以其为基础。但研究远未结束，人们尚不清楚构成生命的分子是如何合成自我繁殖系统的，迄今，人们还没有解开这个谜。

古老的生物化石

埃尔索·巴洪(1915—1984年)

地球46亿年的历史可以分为两大宙：显生宙和前寒武纪(或隐生宙)。人们曾认为，在长达5.45亿年的显生宙时代物种极其繁盛。而在40多亿年的隐生宙时代，没有任何生命存在的迹象。但在20世纪60年代，在加拿大西安大略的冈弗林特艾恩斯通的裸露的岩层中，埃尔索·巴洪发现了20亿年前的隐生宙微生物化石。查尔斯·达尔文也了解前寒武纪生命记录的缺失，代表动物王国几大分支的化石突然出现在已知的最低的(寒武纪)化石岩层中，达尔文对此非常困惑，他无法“提出令人满意的解释”。

1865年，科学家把在加拿大希尔德角的古劳伦系石灰岩中所发现的类生物结构被命名为始生物(曙生物)，它们起初被看做是前寒武纪生命体存在的证据，但后来证明它们只是无机物。然而，在加拿大的岩层中的确发现了真正的前寒武纪化石，这些首次发现的化石受到了广泛的关注。

后来，人们又在冈弗林特艾恩斯通的富含硅的黑硅石沉积层中发现了保存完好的微生物化石。1965年，巴洪和斯坦利·泰勒描绘了这种微生物，认为它们与叠层结构有关，可以回溯到大约20亿年以前。

我们现在知道，随着38亿年前可以进行光合作用，并在无氧大气中生存的原核生物细胞的出现，微生物形态的生命开始出现，有的形成了叠层。而到了21亿年前，随着大气中氧的含量不断增大，更为复杂的真核生物开始演化。具有生殖能力的多细胞动物出现在大约12亿年以前，距今6.1亿年时，生物就已经包括多种多样的软体海洋生物。它们被称为埃迪卡拉动物群，其中包括了主要的寒武纪化石生物群的祖先。

极限处的生命

提杰尔德·范安德尔(1923～)

提杰尔德·范安德尔乘坐“阿尔文号”潜艇潜水2500米，到达位于太平洋加拉帕哥斯群岛东部的海洋中部山脊，成为第一位在海底见到热液喷发口的人。那些喷发口上覆满着动物却使他非常震惊。从科学的角度讲，发现独特生物体群生存在完全黑暗中并通过硫磺化合物氧化获取能量，其意义胜过登月第一人所发现的任何东西。

在海洋中部山脊，冰冷的海水穿透灼热的海底新岩石石缝，经加热后回流，从周围岩石中获取化学物质，再以温泉的形式流回到海洋中。喷发口的海水所含化学成分不同，水温变化也很大，有些能达到35℃，与海水混合会生成锰和铁矿物质。由吞噬硫磺的细菌(每毫升中有100万个以上)所形成的化学合成物构筑了一个生态系统，完全不同于主宰地球多数生命的光合作用系统。2米高的巨型管状虫和庞大的贝类，是内共生和化学合成细菌的宿主，生长旺盛，成为蟹和鱼的食物。

沃斯托克湖

安德里·卡皮查

沃斯托克湖位于世界上最荒凉的地区，对科学探险者是令人畏惧的挑战。沃斯托克湖的魅力源于这样一个事实，就像木星的卫星木卫二的海洋一样，有一层厚冰壳将其密封，与大气分开。它位于距南极海岸线1500千米之处，海拔3500米，靠近俄罗斯沃斯托克考察站，一个曾经经历地球上最低气温记录-89.2摄氏度的科学研究前哨基地。

该湖存在的第一个迹象出现在1960年。当时俄国地理学家安德里·卡皮查飞越沃斯托克地区上空，发现冰原上有一个巨大的平坦地区。但他认为冰川下有一个湖的看法没有引起人们的重视。英国一次雷达观测表明水被夹在冰和岩床中间。沃斯托克湖冰厚4千米，水深达500米，面积为1万平方千米，在南极地区约70个类似的湖中是最大的，整个湖与湖中的动植物生命至少在100万年前就封闭起来。如今，这是一个靠火山活动保持温暖的黑暗、没有营养的地区。对于这一孤立的生物圈可能如何进化的猜测——如果这个生物圈的确设法存在的话——有待于人们去想像。

1998年，钻机钻入3623米处的冰层，为避免污染，在距湖120米处停止。他们再次发现了最深层的冰核，同时还有一系列在原处保存20万年之久的细菌、真菌、藻类甚至花粉粒——核心底部实际上可能是冰川下形成的冻结的湖水。科学家们现在想把机器人探险者送入神秘的湖中寻找生命的迹象。如果成功的话，人们的希望就会大增，因为这能证明木星的卫星被冰封的海洋覆盖的地方也会有生命存在的可能。