地球生命的起源

直到大約40 億年前, 地球上沒有生命。沒人知道生命的第一標誌的確切的時期。

生命能夠自我複製和進化。 四百年前, 意大利醫師, Francesco Redi 對生命來自無生命的假設提出質疑。Francesco Redi 相信, 生命能隻來自有生命的東西。瑞典化學家和諾貝爾得獎者，Svante A. Arrhenius ， 提出微生物可以通過載體，從一個行星被帶到另一個行星。 這個載體就是是彗星和隕石。

幾個世紀以來，人類對彗星和隕石的看法都是和災難連在一起的。早在400 B.C ，中國人就描述了29 種彗星預言災難。 亞曆士多德的假設認為是彗星是神對人類的警告。20 世紀末, 彗星又充當了科幻電影裏死亡和破壞性傳說的角色。然而，彗星的威脅不僅僅是神話。現代科學顯示, 巨型碰撞消滅了恐龍時代。大約十年前, 人們還在緊張地關注著彗星撞擊木星。

彗星的主要成分是金屬和岩石, 它攜帶有有機化合物。從隕石提取的有機物中含有80 多種氨基酸。這些氨基酸中，一些可以被活細胞使用製造蛋白質。 生命是乘坐彗星來到地球的嗎? 許多科學家尋找了賦予生命的分子在一個另外來源。1961 年，休斯敦大學的研究人員提出了一種生命來自地球之外的理論。1979 年，美國航空航天局重新討論這個理論。加利福尼亞的尋找地球外的智能(SETI) 的克裏斯托弗·R. 凱巴, 證實了這一理論和主張：小彗星、隕石和星辰間的微塵從外層空間向地球運輸行星的水, 大氣氣體，和地球外的有機分子。

多數科學家一直認為, 外層空間生命的殘骸對生命在地球上的起源有貢獻, 但他們不知道地球外是否有生命，以及生命的有機物是如何改變了對地球上的生命。 假如，隕石顯示生命的證據， 火星的隕石會給地球帶來生命嗎? 火星隕石表麵的裂隙中包含許多碳酸鹽小球。這些小球包含微小的磁鐵礦和硫化物。雖然隕石給地球，給整個太陽係，播下水和有機分子，但是生命直接地從火星到地球的拓殖似乎是不可能的, 既使火星上有生命。第一, 火星生命不可能耐受從火星到地球8千萬公裏旅行。第二, 既使微生物能忍受它進入宇宙空間時的衝擊, 致命的輻射，和星際空間零度以下的真空，但是，長期旅行非常可能會毀壞它。第三, 根據從澳洲和南非古老隕石得到的資料， 地球生命在35 億年以前甚至更早一定很茂盛。換句話說, 在生命誕生和地球外的有極分子的出現之間有一個狹窄的窗口期。隻是在100 百萬年或更早期，地球能安全地支持生命的存在。

我們現在知道, 地球的的表麵每天有上百噸跨星星塵將從星際漂移下來， 象夜空裏那些橫跨夜空稱為流星的微小的斑點。想像以下，彗星通過溫暖的太陽係產生沸騰的氣體和星塵, 地球的地心引力將它每年清掃入大地。在62,000 英尺的高空, 星際塵埃包含百分之五十的有機碳。因而, 星際塵埃每天給地球帶來大約30噸的有機材料。

氨基酸是隕石中與生命最相關的碳含碳有機化合物。氨基酸分子存在在鏡影手相結構 (chirality)。各自的氨基酸或采用左旋(L- 對應異構體) 或采用右旋的結構(D - 對應異構體) 。人們發現，地球有機體手相結構的起源，幾乎專屬右旋結構。 這是生命起源的一個謎。假設在早期的地球存在的氨基酸是兩種手相結構混合物，生命的起源為何專屬選擇用左旋的氨基酸？除了在極罕見的情況下, 氨基酸在地球上的生物是采用用左旋結構的。為什麽生命係統在地球上采用左旋 (L-) 氨基酸也是一個懸而未決的問題。

生命是在地球上起源的嗎? O Stanley L. 米勒是設法回答這個問題的首位科學家。為了顯示氨基酸在地球上是如何起源的, 50 年代初期, 米勒在他的芝加哥大學的實驗室，在一個玻璃燒瓶中，用電火花模擬閃電通過簡單的，富含氫分子的原始大氣。幾個星期後, 他發現反應液中產生了一些有機分子譬如氨基酸! 科學家認為,同樣的生命的大事件也許會發生在海底，尤其當雷電交加的時候。當然, 生命的形成過程中仍有一個巨大的空白區,需要人們去認識：更複雜的有機化合物的形成、基因代碼、新陳代謝, 和自我複製, 這些生命的定義是關鍵特征的起源。

科學家們設法從外層空間、火星, 和隕石收集樣品。NASA 在2004 年2006 年飛行探測器從彗星2 收集星塵樣品。2005 年，圍繞彗星Tempel 1 旋轉的衛星發射了一輛小車到彗星的岩石取樣。美國航空航天局探測尋找火星土壤生命的標誌的活動從未間斷過。但是，既使生命有機體在地球外的行星和火星得到證明，那些有機體如何經曆一次從它們形成的行星長期旅行，並在地球上安家，則又是一個三天三夜也說不完的科幻故事了。