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神秘的生命起源
日期: 2001年07月24日 00:00       来源:科技部
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    研究人员发现,溶解在水中的生物大分子,在一定浓度、温度和酸碱度条件下,可以聚集成小颗粒,这种小颗粒就是著名生命起源学者奥巴林所说的团聚体。

奥巴林认为,在原始海洋中首先产生的形态实体就是这种团聚体,他的理论称为团聚体生命模型。

然而用于团聚体研究的大分子物质都是通过生物合成的,在这种情况下也不可能完全遵循古地质条件下的进化情景,因为模拟地球原始条件下,到目前为止,还没有能够成功地通过非生物的途径合成出当今的生物大分子。

相比之下,微球体生命模型可能更接近生命诞生之初的进化情景。模拟原始地球的火山环境,科学家合成了一种类似蛋白质的物质,把这种物质溶解在沸腾的盐水或水中,冷却后溶液中形成了大量小球。这种小球就是美国科学家弗克斯所说的微球体。微球体结构稳定,大小跟细胞相似,具有细胞那样的膜,也能以出芽方式繁殖……表现出了原始的生命活性,这说明微球体可能就是今天地球上所有生物的共同祖先,那么到底是不是这么回事呢?

形形色色的细菌是现代细胞中最简单的,又是目前地球上能够独立生存和繁殖的最原始生物。我们不妨把微球体和大肠杆菌作一下对比。 微球体是从一端出芽进行繁殖,大肠杆菌则是从中间分裂进行繁殖;大肠杆菌在分裂前首先进行遗传物质复制,把完全相同的一份生命信息传到子代中去,保证孩子和父母具有完全相同的血缘,微球体则是空泡,里面根本没有遗传物质。

实际上,微球体是在实验室里面相对容易制得的,但是生命在地球上是经过亿万年的漫长历史才能诞生的,因此我们试图在实验室里面一步登天地获得原始的生命,这本身就不太可能。

尽管人们还不清楚最原始的生命究竟是什么,但是生命在刚刚诞生的时候结构是极其简单的,甚至还没有细胞结构,经过了相当漫长的进化,才诞生了具有细胞结构的细菌。

地球上最古老的生命证据是在澳大利亚西部发现的,就在澳洲大陆西北角。(国际生命起源协会主席 院士 夏弗)

澳洲大陆是地球上最古老的大陆,在这里我们可以找到原始生命留下的蛛丝马迹。在西海岸的这个海湾里,有一些很像脚踏石的石头,摸起来又软又粘,是生活在上面的藻类形成的,叫叠层石。这是35亿年前形成的叠层石,上面布满了蓝绿藻。它们样子很像发菜,是目前发现的最古老的原始生命。

第五集 生命与大气层

过去人们一直认为,生命是在原始海洋表面诞生的。然而在生命诞生的时候,大气中还没有臭氧层,阳光中强烈的紫外线可以直接照射到地球表面,稚嫩的生命怎样躲过紫外线这个无孔不入的杀手,迄今还是一个谜。

厄瓜多尔海岸的加拉巴戈群岛是达尔文创立进化论的地方。在这里,研究人员潜入了海底的火山缝,发现在喷出的温泉附近有大量奇异生物,大为惊讶,火山口充满了红色的多毛虫,大螃蟹以细菌为食,高热产生的化学物质则是细菌的美餐。这个奇特的海底世界不禁使人联想起,原始生命可能就诞生在海底。

在原始地球上,海底已具备了生命诞生的条件,海底的硫磺、氢气、甲烷、二氧化碳为生命的诞生提供了物质条件,海底火山爆发产生热量,为生命的诞生提供了能量,而且厚厚的海水挡住了阳光紫外线对原始生命的伤害。

后来,人们找到了更多的生命在水下极热环境中生存的证据。在太平洋海底2,600公尺深的地方,研究人员发现了一股上喷的火山涌泉。这里的温度高达摄氏350℃,然而竟然也发现了细菌群落。

在我国云南西部边陲的腾冲县,有个叫“热海”的著名旅游区。这里有多处滚烫的热泉,一年四季不停喷涌着,到处热气缭绕。其中最吸引人的是大滚锅,里面因溶解有矿物质而呈现美丽的蓝色。热泉水表面温度高达摄氏100多℃,然而就是在这样令人胆战心惊的环境里,也发现了大量极端嗜热的细菌。

在美国,科学家从滚烫的热泥浆中发现了一种叫嗜硫菌的微生物,直径稍大于千分之一厘米,看起来细菌似乎能自由游动,实际上这是细菌周围的水分子在推其运动,电子显微镜显示,这些细菌的细胞不含细胞核,显得古老而原始。

这里是北极,科学家们在这些不起眼的岩石中发现了遥远的过去的生命。显微镜下隐约可见的是放大一千多倍的蓝绿藻,它们保持着35亿年前的本来面貌。看起来,细胞结构复杂,生活状态十分正常。

这种充满了生命的神奇的石头叫叠层石,不仅澳洲有,在美国、南非和世界其它地方也有。尽管年代久远,但是叠层石上蓝绿藻的痕迹还是清晰可见,说明这种生物在当时的地球上是相当普遍的。

蓝绿藻的繁盛产生了大量氧气,这深刻改变了大气成分,使原始大气中诞生了臭氧层,挡住了阳光中的紫外线杀手,生命得以在海洋表面繁衍和生息,同时大气层就像穿在地球身上的厚厚外衣,使照射到地球表面的太阳光不至于散发出去,给生命以温暖,正是由于大气层细致入微的呵护,摇篮里的生命才得以生存下来。

第六集 生命会不会来自太空

早在1907年,著名瑞典化学家阿累尼乌斯提出,生命的种子在宇宙中广泛存在,第一批地球生命可能来自天外。

到了1968年,科学家们在太空中发现了星际分子。有的星际分子在适当条件下可以转化成氨基酸,而氨基酸是生命的基础分子。这使更多科学家投身到星际分子观测研究中来。

到目前为止,天文学家在星际云中共发现了100多种分子,而且在银河系中心附近正在形成恒星的云中,还发现了最简单的氨基酸——甘氨酸,这些新奇发现大大激发起了人们探索天外生命的热情。

天外来客陨石的研究则从另一个方面证明了太空中存在生命的可能性。我们的地球每天接收数吨来自地球之外的宇宙物质,这些物质进入大气层摩擦生热而化为灰烬,但是大的陨石会冲进大气层,来不及完全燃烧而砸向地球。

陨石坑是地球接收天外物质的最好证据。陨石有石质的,也有铁质的,还有一种陨石叫碳质球粒状陨石,在地球上十分稀少。有人认为它是由小行星碎片组成的,因为含有较高的碳而呈黑色。在碳质球粒状陨石中发现了极其丰富的生命物质,其中就有氨基酸。

彗星的研究似乎更为诱人。早在1864年,著名宇宙化学家哈金斯利用光谱观测就已推测出彗星中含有像石油气的成分。他说,彗星虽然像狮身人面兽那样狡猾,但是终于泄露了它的秘密。著名荷兰天文学家奥尔特则说,在太阳系外缘有一彗星仓库,由原始星云形成的彗星,处于太阳和其它恒星之间。

彗星由于运行轨道不规则,往往像飞蛾扑火那样撞击太阳系天体。1994年夏天发生的极其壮观的天象给了人们深刻印象。一颗名为苏维克——利维——9号彗星,按照天文学家事先推测,如期撞击木星,这次规模宏大的星体撞击被媒体戏称为“世纪之吻”。

彗星是茫茫宇宙中极为普通的天体,法国天文学家开普勒说,“天上的彗星就像水中游鱼一样数不胜数。”

相隔76年后,1986年哈雷彗星又进入内太阳系,使科学家们能够再次一睹神秘的彗星真面目。在这次观测成果的基础上,科学家们提出了彗星尘埃模型,认为彗星是由约1微米的颗粒组成,中心是硅酸盐,外面包裹着25%的有机物,再外面是水、冰、自由基、各种粒子,正是这些物质进入地球,为地球生命起源准备了丰厚的物质条件。

有人断言,在大约45亿年前,宇宙中流浪的彗星不小心撞击到地球,地球用了1亿年时间,把数千度高温降下来,又过了数百年,彗星带来的生命的种子萌发出了第一批既能繁殖又能变异的细菌。

第七集 外星生命探索

地球上生命来自外太空的说法与外星生命的探索息息相关,近几十年来,人类开始认真、系统地寻找地球以外生命的踪迹。

在太阳系里,水星上白天的温度高达摄氏400℃,是一座名符其实的大火炉,在这样残酷的高温下,是不大可能有生命的。金星由于包裹着一层稠密的以二氧化碳为主的大气层,白天黑夜的温度都在摄氏400℃以上,整个星球是难以想象的闷热,存在生命的可能性也不大。

种种迹象表明,在火星上极有希望找到生命,从本世纪60年代开始,苏 美发射了几十颗火星探测器,掌握了火星十分丰富的资料。但是迄今为止,没有发现任何生命形式。

火星飞船生物实验的结果只能说明取样点没有生命,但是取样点并不具有代表性,也许在地面之下、在低洼潮湿地区和冰雪覆盖的两极地区具有原始形态的生命。

从近年来宇宙飞船拍摄的照片看,火星表面有大量树枝状的河谷,水流的痕迹清晰可见,科学家认为,在几十亿年前火星上曾发生过特大洪水,那时候的火星气候温暖潮湿。这是2000年6月份美国宇航局最新公布的照片,火星土壤中水流过的痕迹十分明显,水可能起源于地下的泥浆喷发。太空生物学家认为,现在的火星上很可能生活着像细菌一样原始的生命。

在远离太阳的土星、木星以及其它行星上,由于温度实在太低,存在生命的可能性也不大,但是在这些行星的卫星上却有希望找到生命。

木星的第二颗卫星,也就是木卫2欧罗巴星球,它的表面覆盖着厚厚的冰层,温度约在零下120℃左右,冰层的年龄大概有数百万年。这是伽利略号太空船发回的一组欧罗巴星球南半球的最新照片,科学家认为棕色延伸的线状山脉可能是冰冻的火山,它是当水或部分凝固的冰从欧罗巴星球地下喷到地表时,在极其低温的情况下快速冷冻形成的。

尽管欧罗巴星球是一个冰天雪地的世界,但在木星及其邻近卫星的潮汐力加温作用下,欧罗巴星球地表下的海洋可能仍呈液态。科学家根据伽利略号太空船最新采集的磁场数据推测,欧罗巴星球上的海洋可能深达6.4公里到96.5公里,水的成分和地球上的海水差不多。

假如这个遥远的星球上果真有生命的话,生命可能从海底的火山喷发中获得能量,这就像地球上海底的火山附近可以栖息着生命一样。另外,美国科学家不久前宣布,在土卫6泰坦上发现了海洋,跟地球上海水形成的海洋不同,这里的海洋是汽油形成的,主要成分是液态的甲烷、乙烷和其它碳氢化合物,这些小分子吸收能量后可以相互连接在一起,从而形成复杂的有机分子,直至生命的诞生。

至于在太阳系以外,存在生命的前景就更加广阔了。天文学家在太阳系以外已经发现了50多颗行星,其中仙女座的伊谱赛龙星至少有3颗行星。在这些围绕着类似太阳的恒星运行的行星上,有的可能就栖息着生命。

地球人一直在寻找地外生命。这里是智利北部的阿塔卡玛大沙漠,层峦叠嶂的山区海拔5000公尺。2001年,美国和欧洲要在这里建造大型毫米阵列望远镜,包括64个12米宽的无线电望远镜,接受波长介于红外线和无线电之间,阵列最大直径可达10公里,这将是世界上最大的射电望远镜,建成后将是地球人搜寻宇宙生命的有利武器。

相信,在浩瀚的宇宙中,我们的地球决不是绝无仅有的,地球上的生命也不是宇宙中的孤儿。

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