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神秘的生命起源
日期:2001年07月24日     

    研究人員發現,溶解在水中的生物大分子,在一定濃度、溫度和酸堿度條件下,可以聚集成小顆粒,這種小顆粒就是著名生命起源學者奧巴林所說的團聚體。

奧巴林認為,在原始海洋中首先產生的形態實體就是這種團聚體,他的理論稱為團聚體生命模型。

然而用于團聚體研究的大分子物質都是通過生物合成的,在這種情況下也不可能完全遵循古地質條件下的進化情景,因為模擬地球原始條件下,到目前為止,還沒有能夠成功地通過非生物的途徑合成出當今的生物大分子。

相比之下,微球體生命模型可能更接近生命誕生之初的進化情景。模擬原始地球的火山環境,科學家合成了一種類似蛋白質的物質,把這種物質溶解在沸騰的鹽水或水中,冷卻后溶液中形成了大量小球。這種小球就是美國科學家弗克斯所說的微球體。微球體結構穩定,大小跟細胞相似,具有細胞那樣的膜,也能以出芽方式繁殖……表現出了原始的生命活性,這說明微球體可能就是今天地球上所有生物的共同祖先,那么到底是不是這么回事呢?

形形色色的細菌是現代細胞中最簡單的,又是目前地球上能夠獨立生存和繁殖的最原始生物。我們不妨把微球體和大腸桿菌作一下對比。 微球體是從一端出芽進行繁殖,大腸桿菌則是從中間分裂進行繁殖;大腸桿菌在分裂前首先進行遺傳物質復制,把完全相同的一份生命信息傳到子代中去,保證孩子和父母具有完全相同的血緣,微球體則是空泡,里面根本沒有遺傳物質。

實際上,微球體是在實驗室里面相對容易制得的,但是生命在地球上是經過億萬年的漫長歷史才能誕生的,因此我們試圖在實驗室里面一步登天地獲得原始的生命,這本身就不太可能。

盡管人們還不清楚最原始的生命究竟是什么,但是生命在剛剛誕生的時候結構是極其簡單的,甚至還沒有細胞結構,經過了相當漫長的進化,才誕生了具有細胞結構的細菌。

地球上最古老的生命證據是在澳大利亞西部發現的,就在澳洲大陸西北角。(國際生命起源協會主席 院士 夏弗)

澳洲大陸是地球上最古老的大陸,在這里我們可以找到原始生命留下的蛛絲馬跡。在西海岸的這個海灣里,有一些很像腳踏石的石頭,摸起來又軟又粘,是生活在上面的藻類形成的,叫疊層石。這是35億年前形成的疊層石,上面布滿了藍綠藻。它們樣子很像發菜,是目前發現的最古老的原始生命。

第五集 生命與大氣層

過去人們一直認為,生命是在原始海洋表面誕生的。然而在生命誕生的時候,大氣中還沒有臭氧層,陽光中強烈的紫外線可以直接照射到地球表面,稚嫩的生命怎樣躲過紫外線這個無孔不入的殺手,迄今還是一個謎。

厄瓜多爾海岸的加拉巴戈群島是達爾文創立進化論的地方。在這里,研究人員潛入了海底的火山縫,發現在噴出的溫泉附近有大量奇異生物,大為驚訝,火山口充滿了紅色的多毛蟲,大螃蟹以細菌為食,高熱產生的化學物質則是細菌的美餐。這個奇特的海底世界不禁使人聯想起,原始生命可能就誕生在海底。

在原始地球上,海底已具備了生命誕生的條件,海底的硫磺、氫氣、甲烷、二氧化碳為生命的誕生提供了物質條件,海底火山爆發產生熱量,為生命的誕生提供了能量,而且厚厚的海水擋住了陽光紫外線對原始生命的傷害。

后來,人們找到了更多的生命在水下極熱環境中生存的證據。在太平洋海底2,600公尺深的地方,研究人員發現了一股上噴的火山涌泉。這里的溫度高達攝氏350℃,然而竟然也發現了細菌群落。

在我國云南西部邊陲的騰沖縣,有個叫“熱!钡闹糜螀^。這里有多處滾燙的熱泉,一年四季不停噴涌著,到處熱氣繚繞。其中最吸引人的是大滾鍋,里面因溶解有礦物質而呈現美麗的藍色。熱泉水表面溫度高達攝氏100多℃,然而就是在這樣令人膽戰心驚的環境里,也發現了大量極端嗜熱的細菌。

在美國,科學家從滾燙的熱泥漿中發現了一種叫嗜硫菌的微生物,直徑稍大于千分之一厘米,看起來細菌似乎能自由游動,實際上這是細菌周圍的水分子在推其運動,電子顯微鏡顯示,這些細菌的細胞不含細胞核,顯得古老而原始。

這里是北極,科學家們在這些不起眼的巖石中發現了遙遠的過去的生命。顯微鏡下隱約可見的是放大一千多倍的藍綠藻,它們保持著35億年前的本來面貌?雌饋,細胞結構復雜,生活狀態十分正常。

這種充滿了生命的神奇的石頭叫疊層石,不僅澳洲有,在美國、南非和世界其它地方也有。盡管年代久遠,但是疊層石上藍綠藻的痕跡還是清晰可見,說明這種生物在當時的地球上是相當普遍的。

藍綠藻的繁盛產生了大量氧氣,這深刻改變了大氣成分,使原始大氣中誕生了臭氧層,擋住了陽光中的紫外線殺手,生命得以在海洋表面繁衍和生息,同時大氣層就像穿在地球身上的厚厚外衣,使照射到地球表面的太陽光不至于散發出去,給生命以溫暖,正是由于大氣層細致入微的呵護,搖籃里的生命才得以生存下來。

第六集 生命會不會來自太空

早在1907年,著名瑞典化學家阿累尼烏斯提出,生命的種子在宇宙中廣泛存在,第一批地球生命可能來自天外。

到了1968年,科學家們在太空中發現了星際分子。有的星際分子在適當條件下可以轉化成氨基酸,而氨基酸是生命的基礎分子。這使更多科學家投身到星際分子觀測研究中來。

到目前為止,天文學家在星際云中共發現了100多種分子,而且在銀河系中心附近正在形成恒星的云中,還發現了最簡單的氨基酸——甘氨酸,這些新奇發現大大激發起了人們探索天外生命的熱情。

天外來客隕石的研究則從另一個方面證明了太空中存在生命的可能性。我們的地球每天接收數噸來自地球之外的宇宙物質,這些物質進入大氣層摩擦生熱而化為灰燼,但是大的隕石會沖進大氣層,來不及完全燃燒而砸向地球。

隕石坑是地球接收天外物質的最好證據。隕石有石質的,也有鐵質的,還有一種隕石叫碳質球粒狀隕石,在地球上十分稀少。有人認為它是由小行星碎片組成的,因為含有較高的碳而呈黑色。在碳質球粒狀隕石中發現了極其豐富的生命物質,其中就有氨基酸。

彗星的研究似乎更為誘人。早在1864年,著名宇宙化學家哈金斯利用光譜觀測就已推測出彗星中含有像石油氣的成分。他說,彗星雖然像獅身人面獸那樣狡猾,但是終于泄露了它的秘密。著名荷蘭天文學家奧爾特則說,在太陽系外緣有一彗星倉庫,由原始星云形成的彗星,處于太陽和其它恒星之間。

彗星由于運行軌道不規則,往往像飛蛾撲火那樣撞擊太陽系天體。1994年夏天發生的極其壯觀的天象給了人們深刻印象。一顆名為蘇維克——利維——9號彗星,按照天文學家事先推測,如期撞擊木星,這次規模宏大的星體撞擊被媒體戲稱為“世紀之吻”。

彗星是茫茫宇宙中極為普通的天體,法國天文學家開普勒說,“天上的彗星就像水中游魚一樣數不勝數!

相隔76年后,1986年哈雷彗星又進入內太陽系,使科學家們能夠再次一睹神秘的彗星真面目。在這次觀測成果的基礎上,科學家們提出了彗星塵埃模型,認為彗星是由約1微米的顆粒組成,中心是硅酸鹽,外面包裹著25%的有機物,再外面是水、冰、自由基、各種粒子,正是這些物質進入地球,為地球生命起源準備了豐厚的物質條件。

有人斷言,在大約45億年前,宇宙中流浪的彗星不小心撞擊到地球,地球用了1億年時間,把數千度高溫降下來,又過了數百年,彗星帶來的生命的種子萌發出了第一批既能繁殖又能變異的細菌。

第七集 外星生命探索

地球上生命來自外太空的說法與外星生命的探索息息相關,近幾十年來,人類開始認真、系統地尋找地球以外生命的蹤跡。

在太陽系里,水星上白天的溫度高達攝氏400℃,是一座名符其實的大火爐,在這樣殘酷的高溫下,是不大可能有生命的。金星由于包裹著一層稠密的以二氧化碳為主的大氣層,白天黑夜的溫度都在攝氏400℃以上,整個星球是難以想象的悶熱,存在生命的可能性也不大。

種種跡象表明,在火星上極有希望找到生命,從本世紀60年代開始,蘇 美發射了幾十顆火星探測器,掌握了火星十分豐富的資料。但是迄今為止,沒有發現任何生命形式。

火星飛船生物實驗的結果只能說明取樣點沒有生命,但是取樣點并不具有代表性,也許在地面之下、在低洼潮濕地區和冰雪覆蓋的兩極地區具有原始形態的生命。

從近年來宇宙飛船拍攝的照片看,火星表面有大量樹枝狀的河谷,水流的痕跡清晰可見,科學家認為,在幾十億年前火星上曾發生過特大洪水,那時候的火星氣候溫暖潮濕。這是2000年6月份美國宇航局最新公布的照片,火星土壤中水流過的痕跡十分明顯,水可能起源于地下的泥漿噴發。太空生物學家認為,現在的火星上很可能生活著像細菌一樣原始的生命。

在遠離太陽的土星、木星以及其它行星上,由于溫度實在太低,存在生命的可能性也不大,但是在這些行星的衛星上卻有希望找到生命。

木星的第二顆衛星,也就是木衛2歐羅巴星球,它的表面覆蓋著厚厚的冰層,溫度約在零下120℃左右,冰層的年齡大概有數百萬年。這是伽利略號太空船發回的一組歐羅巴星球南半球的最新照片,科學家認為棕色延伸的線狀山脈可能是冰凍的火山,它是當水或部分凝固的冰從歐羅巴星球地下噴到地表時,在極其低溫的情況下快速冷凍形成的。

盡管歐羅巴星球是一個冰天雪地的世界,但在木星及其鄰近衛星的潮汐力加溫作用下,歐羅巴星球地表下的海洋可能仍呈液態?茖W家根據伽利略號太空船最新采集的磁場數據推測,歐羅巴星球上的海洋可能深達6.4公里到96.5公里,水的成分和地球上的海水差不多。

假如這個遙遠的星球上果真有生命的話,生命可能從海底的火山噴發中獲得能量,這就像地球上海底的火山附近可以棲息著生命一樣。另外,美國科學家不久前宣布,在土衛6泰坦上發現了海洋,跟地球上海水形成的海洋不同,這里的海洋是汽油形成的,主要成分是液態的甲烷、乙烷和其它碳氫化合物,這些小分子吸收能量后可以相互連接在一起,從而形成復雜的有機分子,直至生命的誕生。

至于在太陽系以外,存在生命的前景就更加廣闊了。天文學家在太陽系以外已經發現了50多顆行星,其中仙女座的伊譜賽龍星至少有3顆行星。在這些圍繞著類似太陽的恒星運行的行星上,有的可能就棲息著生命。

地球人一直在尋找地外生命。這里是智利北部的阿塔卡瑪大沙漠,層巒疊嶂的山區海拔5000公尺。2001年,美國和歐洲要在這里建造大型毫米陣列望遠鏡,包括64個12米寬的無線電望遠鏡,接受波長介于紅外線和無線電之間,陣列最大直徑可達10公里,這將是世界上最大的射電望遠鏡,建成后將是地球人搜尋宇宙生命的有利武器。

相信,在浩瀚的宇宙中,我們的地球決不是絕無僅有的,地球上的生命也不是宇宙中的孤兒。

      
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