地球生命的起源？科學家可能有了答案

地球上的生命究竟是如何起源的？要解答這個問題，我們面對著許多矛盾。

我們知道，蛋白質是生命活動不可或缺的基礎。而蛋白質的合成、生命的延續，都需要基因（如DNA和RNA）來存儲和傳遞信息。然而，DNA或RNA的複製，卻又離不開蛋白質的幫助。更不用說，這些生命活動都離不開脂類，因為脂類組成了細胞膜。然而，脂類需要酶來合成，而酶是基於蛋白質的物質，同時需要基因來編碼。暈了，這簡直是一個「先有雞還是先有蛋」的問題。

那麼，基因，蛋白質和脂類，究竟誰先存在？最近，科學家也許揭開了這個謎。一組化學家發表論文說，他們發現，一些在遠古時期廣泛存在的簡單化合物，經歷一系列簡單的化學反應後，能產生生命的三種主要原料——核酸、氨基酸和脂類，能為生命的起源點燃星星之火。雖然這項研究並沒有證明生命究竟是如何起源的，但它回答了一些關鍵的問題，能幫助揭開一些深埋億萬年的秘密。

美國麻省總醫院的分子生物學家、生命起源研究者傑克·索斯塔克（Jack Szostak）評價說：「這是一篇非常重要的論文。它提出了一種前所未有的場景，在同一地質背景下，將生命起源所需的所有重要原材料囊括在內。」

長期以來，關於生命起源，科學家們都有各自喜歡的「場景」，他們各自支持不同的生物分子形成順序。比如說，「RNA黨」的科學家認為，最早形成的生物分子是RNA，因為它不僅攜帶有基因信息，有時還能像蛋白質一樣變身催化劑，加速特定的化學反應。而「代謝黨」科學家認為，與其說是複雜的蛋白質酶，倒不如說是簡單的金屬催化劑「熬」出了一鍋充滿有機物的原始濃湯，從中誕生了其他生物分子。

「RNA黨」的研究在2009年取得了重大突破。英國劍橋大學的約翰·薩瑟蘭（John Sutherland）帶領研究團隊發現，經過一系列的化學反應後，RNA的4種核苷酸原料能從較簡單的前體化合物乙炔和甲醛中生成。這說明，在原始湯中，即使沒有蛋白質和脂類的參與，RNA也有可能自行產生。不過，有很多科學家對此提出批評，因為他們認為，乙炔和甲醛本身也是複雜的分子，那麼，它們又是從何而來呢？

在這項最新研究中，薩瑟蘭和他的同事們接受了同行的批評，繼續往前追溯，看是否能形成比乙炔和甲醛更簡單的分子，從而把生成RNA的化學反應往遠古時期更進一步。幸運的是，他們成功了。在最新的Nature Chemistry雜誌上，薩瑟蘭的團隊發表了一篇論文，稱他們僅從氰化氫（HCN）和硫化氫（H2S）開始，加上紫外線，就生成了核酸的前體化合物。更讓人驚喜的是，薩瑟蘭說，產生核酸前體的環境中，還產生了天然氨基酸和脂類的原始材料。這表明，在同一組化學反應中，可以同時生成生命起源所必須的絕大部分原材料。

上圖中可以看出，核苷酸、氨基酸和脂類前體的合成反應是聯繫在一起的。

薩瑟蘭的團隊說，原始的地球很適合這類化學反應的進行。地球剛形成的幾億年里，彗星就像暴雨一樣撞到地面上，而氰化氫在彗星中很常見。在撞擊的過程中，巨大的能量也能將氫、碳和氮元素合成為氰化氫。同樣的，薩瑟蘭認為，硫化氫在早期的地球上十分普遍，強烈的紫外線很容易激發化學反應，而富含金屬的礦物則扮演了催化劑的作用。

即便如此，薩瑟蘭說，產生不同生命原材料的化學過程之間，存在著很大差別。比如說，它們需要完全不同的金屬催化劑，因此，這些原材料很可能並不是在同一個地方生成的。比如說，由於化學組成和能量分布存在些許不同，一些地方也許更適合氨基酸的生成，而另一些地方更適合脂類或核酸。「接下來，這些物質會被雨水衝到同一個水塘中。」加州大學聖克魯茲分校的生命起源研究者戴夫·迪莫（Dave Deamer）說。

生命的火花，是在這樣的水塘中開始閃爍的嗎？這個答案也許已經永久地消失在了歷史的長河裡。但是，迪莫認為，它背後的化學原理，永遠值得人類去鑽研和思考。索斯塔克同意他的觀點，他說：「這個場景提出了很多問題，我相信這值得人們討論上好長一段時間了。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！