生命來自哪里

地球上的生命最初來自哪里呢？

這是古今中外科學家們一直在努力解決的重大科學問題。但是，迄今為止，還沒有完全解決。關于生命起源的猜測和假說倒是不少，不過，都存在或多或少的爭議。目前，科學界傾向于地球上的生命在地球上起源并逐漸進化。隨著天文學研究的深入，以及地外文明探索技術的進步，不少科學家相信，地球生命來自地球以外廣袤的宇宙空間。

地球起源

探索地球上生命起源，不得不先介紹一下地球起源。跟生命起源一樣，地球起源也是重大的科學問題。有不少理論和假說，解釋地球起源。

其中地球起源現代假說，由中國地質學家江發世，在發表的《論地球起源與演化》一文中提出，認為地球起源于太陽系外的宇宙空間。在大約46億年前，地核捕獲太空中游弋的固態、氣態、液態物質形成原始地球。距今5.4億年左右，在太陽系外運動的原始地球，有幸被太陽捕獲，使這個“流浪兒”終于有了家，成為太陽系大家庭中的一員。圍繞太陽運動后，地球上有了陽光，有了晝夜，有了四季。由于太陽引力作用，地球自西向東旋轉，地殼開始變化，形成了高山、高原、溝谷、洼地、盆地、平原。適宜的環境，使原始地球上生物開始爆發式出現。

德國古典哲學創始人伊曼努爾·康德（Immanuel Kant）、法國數學家和天文學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）等，提出了地球起源早期假說，認為地球在太陽系內起源。大約46億年前，宇宙中一片巨大氫分子云，在引力作用下，發生坍縮，主要質量向中心集中，形成了太陽；其余部分，邊旋轉，邊攤平，發育成一個原行星盤，進而形成了行星、衛星、流星和其他小天體。

根據康德在《宇宙發展史概論》中提出的星云假說，原始地球形成于吸積坍縮后剩下的一個直徑為1～10千米的塊狀物，里面含有氣體、冰粒和塵埃。宇宙中的小行星、彗星、原行星不斷撞擊著原始地球：一方面，由于滾雪球效應，原始地球的體積越來越大；另一方面，天外來客們撞擊的巨大動能，不斷轉化為熱量，儲存在原始地球內部，使原始地球溫度越來越高。原始地球表面流動著熾熱的巖漿，到處是火山噴發，煉獄般的世界，不可能有生命。后來，原始地球表面開始冷卻、凝固，形成了堅硬巖石。火山噴發釋放的氣體形成了大氣，主要成分是水蒸氣、二氧化碳、氨氣、氫氣。地球內部水分蒸發，加速了地球表面冷卻。經充分冷卻后，原始地球上開始連續降暴雨。大雨下了成千上萬年，雨水灌滿了溝谷、盆地，形成了原始海洋。

原始地球上水的來源，一部分是原始地球本身就有的，另一部分是撞擊原始地球的小行星、彗星、原行星帶來的水、水蒸氣和冰。原始海洋誕生后，大大改善了原始地球環境，生命開始孕育。

生命在地球上誕生

在原始地球上，由于長期連續降暴雨，大氣中大量二氧化碳被溶解，隨雨水匯聚到原始海洋里，最終改變了大氣成分。不像現在的大氣，含氧量豐富，原始大氣是還原性。

1953年，美國芝加哥大學研究生斯坦利·勞埃德·米勒（Stanley Lloyd Miller），在其導師宇宙化學家、1934年諾貝爾化學獎獲得者尤里（Harold Clayton Urey）教授指導下，進行了模擬原始地球大氣，探索生命起源的合成實驗，即著名的“米勒實驗”。

米勒假設，生命起源之初，原始地球大氣主要是氫氣、氨氣、水蒸氣、甲烷等還原性氣體。通過模擬原始地球大氣成分和大氣中閃電現象，最終合成了氨基酸等生物小分子。米勒實驗也存在缺陷：一是原始地球大氣成分只是猜測；二是各種氣體比例和放電能量也不一定符合實際。然而，迄今還沒有更好的實驗模型出現。

米勒實驗，直接驗證了蘇聯生物化學家亞里亞大·伊萬諾維奇·奧巴林（Alexander Lvanovich Oparin）1922年提出的地球上生命起源的化學起源說。這個學說，至今仍被學術界普遍接受。奧巴林于1924年出版《生命起源》一書，1936年出版《地球上生命的起源》一書。

化學起源說，將生命起源分為四個階段。

◆第一階段，出現有機小分子。

受尤里啟發，米勒設計了一套玻璃儀器裝置。球形的玻璃容器里模擬的是原始地球大氣。在實驗中，通過把燒瓶里的水煮沸，模擬原始海洋蒸發現象。球形電火花室里，外接高頻線圈，通過電極連續火花放電，模擬原始地球大氣里的閃電現象。實驗一周，讓米勒頗為驚喜的是，產生了近10種氨基酸。氨基酸是動植物體內普遍存在的重要的兩種生物小分子之一，是構成執行生命結構和功能的物質——蛋白質的零件。另一種在動植物體內普遍存在的最重要的生物小分子是核苷酸，是構成儲存生命遺傳信息的物質——核酸的零件。遺憾的是，米勒實驗沒有能夠合成這種物質。

1961年，美籍西班牙裔生物化學家朱安·奧羅（Juan Oro），在原始大氣中添加氰化氫、甲醛后，不僅得到了氨基酸，還得到了合成核苷酸的原料——腺嘌呤、核糖、脫氧核糖。

1982年，北京大學王文清教授，在甲烷、氨氣、氮氣、水蒸氣的混合氣體中首次加入三氫化磷。理由是：第一，磷是遺傳物質核酸的重要成分；第二，1974年在木星大氣層中探測到了三氫化磷。實驗取得了滿意結果。放電后，有三氫化磷的實驗組，產生了19種氨基酸；沒有加三氫化磷的對照組，僅產生了6種氨基酸。

在原始地球上，有機小分子出現具有重要意義，實現了從無機界到有機界的跨越，具有里程碑式的重要意義。

◆第二階段，產生生物大分子。

在原始地球上，由于閃電、紫外線、火山噴發等作用，合成了大量氨基酸和核苷酸。這些有機小分子，隨雨水降落到了原始的海洋和陸地上。隨后陸地上的大部分有機小分子，也隨雨水匯聚到了原始海洋里。

在原始海洋里，大量有機小分子被吸附到含有礦物質的黏土周圍。在鈉、鎂、銅、鋅等金屬離子催化下，許多氨基酸分子通過縮合反應，脫去水分子，連接在一起，生成更為復雜的分子，即蛋白質分子。同樣，許多核苷酸分子通過聚合反應，脫去水分子，連接在一起，生成更為復雜的分子，即核酸分子。

有意思的是，朊病毒是蛋白質分子，類病毒、擬病毒是核酸分子，煙草花葉病毒是蛋白質和核酸分子。是不是原始地球上出現蛋白質和核酸分子后，生命就算誕生了呢？答案是否定的。因為朊病毒、類病毒、擬病毒這種分子形態的生命，離開活細胞后，還不能獨立生存。

然而令人興奮的是，生物大分子核酸、蛋白質產生后，生命的曙光就出現了。

◆第三階段，組成多分子體系。

任何生物都需要繁殖，否則物種就會滅絕。單個蛋白質、核酸分子，無法將傳宗接代需要的營養物質聚集在自己周圍。要想傳宗接代，就必須形成具有一定形態結構的實體。

在原始海洋里，隨著時間推移，蛋白質、核酸分子的濃度越來越高。由于水分蒸發、黏土吸附等作用，這些生物大分子被濃縮分離出來，聚集成小滴，漂浮在原始海洋中。這些小滴外面有一層界膜，與周圍的海洋環境分開，是一個獨立的體系——多分子體系。

具有一定形態結構的多分子體系，是一個開放系統，可以與外界環境進行物質、能量、信息交流。只是此時，原始生命還沒有誕生。

◆第四階段，原始生命誕生。

多分子體系出現后，經過長期不斷進化，特別是蛋白質、核酸之間的相互作用，終于誕生了能夠新陳代謝和繁殖的原始生命。從多分子體系進化出原始生命，是生命誕生最為關鍵的一步，迄今還無法在實驗室里進行驗證。

地球上最先出現的原始生命，應該是像細菌、藍藻一樣的單細胞原核生物。原始生命誕生前，從非生命的無機物進化出原始生命，屬于化學進化。也就是說，地球上生命的誕生是化學進化的結果。原始生命誕生后，從原核細胞（如藍藻細胞）進化出真核細胞（如綠色開花植物細胞），從單細胞生物（如草履蟲）進化出多細胞生物（如水螅），屬于生物進化。

生物進化是更為高級復雜的進化。

生命來自外太空

地球生命不是起源于地球自身，而是來自外部宇宙空間。這一說法相當大膽而富有想象力，但是卻有科學依據。

在廣袤的宇宙空間，漂浮游弋著由氣體和塵埃組成的星際云，體量非常之大，大到令人難以想象。在星際云里，已經發現了120多種星際分子。包括氨基酸、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲烷、嘌呤、嘧啶、乙醇、乙酸、乙烯、丙酮、甲乙醚等地球上常見的分子。還發現了地球上尚未發現的分子，如多炔氰分子（HC₅N、HC₇N、HC₉N、HC₁₁N）。僅星際云里的乙醇含量，就大大超過了地球上每年釀造的酒的數量。天上美酒，經過天文時間的長期釀造，說不定異常美味。

宇宙中如此豐富的有機分子，怎樣從遙遠的外太空來到地球呢？

這與隕石有關。

隕石是外太空中的小行星、流星、彗星進入地球大氣層劇烈燃燒后隕落到地球上的殘骸，又稱“隕星”。有一種隕石稱為“碳質球粒隕石”，科學家從中發現了大量有機物，包括氨基酸、氨、嘌呤、嘧啶、卟啉、烷烴、芳香烴等。這些有機物屬于生物分子，是組成生物體的原料。

彗星堪稱生命的使者，俗稱“掃把星”，像一個臟雪球，主要由水、二氧化碳、甲烷、氨、氰、氮等物質組成。彗星中心的固體部分是彗核，由冰、干冰（二氧化碳）、氨、巖石、塵埃等物質組成。當彗星進入大氣層后，因劇烈摩擦產生的熱量，使彗核里大量的冰和水蒸發，降低了溫度，有效地保護了所含的有機物不被破壞。所以，有人說，是彗星把生命的種子帶到了地球。

早在1907年，瑞典化學家斯萬特·奧古斯特·阿倫尼烏斯（Svante August Arrhenius）就提出，第一批地球生命可能來自天外。人們把這一學說稱為“泛孢子論”。

阿倫尼烏斯認為，宇宙中到處存在生命孢子，在恒星光芒的推動下，孢子在浩渺的太空中漫無目的地游弋，直至飄落到某個星球上，在合適的環境條件下，萌發形成生命。

“泛孢子論”在當時學術界得到了廣泛認可，包括大科學家尤里和奧羅都是忠實粉絲。然而，這個理論卻遭到了蘇聯生物化學家奧巴林的堅決反對。奧巴林認為，地球生命從地球上起源，而不是從外太空進口。

如今，已有越來越多的天文學家、化學家、物理學家、生物學家相信，地球上生命的胚芽，完全有可能來自外太空，盡管生命起源仍是未解之謎。