生命的起源7

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，這些事情不是一目了然了嗎？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，準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，跟地球上失去了聯係。那麽我們對火星的研究，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麵，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。那麽幾十年來，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，有哪幾個方麵的證據呢？有三個，第一個這個隕石裏麵含有數種沉積礦物，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，特別這些礦物裏麵有一種是磁鐵礦物。他認為這種磁鐵礦，它隻能由生命的形式存在，這是第一個證據。第二個，在這個隕石的表麵通過化學分析，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，隻有幾百個納米，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。這顆隕石裏麵，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，你認為隻能由生命生存，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，它是不是汙染的呢？現在的汙染，也許是一萬年以前汙染的呢。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，它的直徑的話隻有幾十個納米，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象的。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麵的話，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。但無論怎麽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麽地方，在海底也好，在熱泉裏麵，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。第三個這些生物的大分子，演化到原始單細胞的生命，這也是跑不掉的。一個原始的單細胞，外麵有一個膜包裹，裏麵有遺傳物質，要進行新陳代謝的交換。所以生命起源的過程其實可以簡單地分成這三個過程：對這三個過程我們現在做到哪一步呢？我們還有什麽沒解決的呢？第一個我們看看從無機物到有機小分子這個過程，其實這個過程的話，在熱泉中，在深海的海底“黑煙囪”中，還是在實驗室中，我們都能夠合成這個米勒的實驗就是一個最經典的實驗，它就是把無機物合成了有機小分子。第二個過程，我們再看看，第二個過程是有機小分子，到有機大分子這個過程，這個過程的話，其實在熱泉，像海底熱泉口，還有陸地上，像黃石公園，我們國家雲南的熱泉都有這種過程，因為這個溫度很高，它有機物在裏麵的話它可以進行熱聚合脫水反應，能形成蛋白質，我們在實驗室裏麵，這個過程也是可以重複的，所以生命起源的第二個過程也不是難的事情。最難的是生命起源的第三個過程，就是生物大分子到原始單細胞這個過程，可以說這個過程是迄今為止科學家們研究上遇到最大的難題。也是無機生命到生命，無機化合物到有機生命不可跨越的一個鴻溝，這個過程包括哪幾部分呢？換句話說，我們要研究生物大分子，到原始單細胞生命，要從幾個部分來入手呢？第一個我們要研究自我遺傳係統，一個遺傳係統，就是能自我複製的生物大分子這個係統的建立，DNA、RNA這種係統的建立。它怎麽建立的？它怎麽合成的？它們怎麽有遺傳的功能？第二個，蛋白質的合成，它要納入到自我複製係統的控製，這是什麽意思呢？就是它新陳代謝，它是能量和物質在細胞內的交換，接受太陽光、接受化學能，產生有機物，再用這有機物分解而產生能量，這個能量像一個馬達一樣，來運轉這個細胞，是這個過程。這個過程也是非常難的一個過程，第三個過程，生物膜係統的形成，也就是說比如說像細胞壁、細胞膜，生物膜的係統，為什麽重要呢？因為我們知道無機界是沒有隔離的，沒有這種隔離，隻有在生物裏麵它有一個膜跟外界隔離，同時這個膜也不是絕對隔離，而是跟外麵進行物質的交換。它有一些小的空隙，所以這個生物膜係統也是一個非常精密的生物機構，所以在生命起源之中這三個階段或者三個步驟缺一不可，也是非常難的三個步驟。