有關生命起源的新線索
1958年的一項實驗類似於圖中所示的情況，對那次實驗的殘渣所進行的新一輪分析提供了新的線索，線索表明生命最初可能形成於地球之上。
有關生命起源的新線索
胡德良譯
一組科學家回顧了過去，並利用現代技術分析了一項在架子上擱置了半個多世紀的經典實驗，他們發現該實驗的數據為地球生命的產生提供了新的線索。
1952年，伊利諾斯州芝加哥大學的斯坦利·米勒及同事進行了科學史上最著名的實驗之一。他們不斷向充滿各種氣體的燒瓶中釋放電火花，燒瓶中的氣體被認為類似於地球早期的大氣，包括水蒸氣、氫、甲烷和氨。幾乎連續的電擊過了一周之後，這種模擬閃電將相當一大部分氣體變為有機化合物，包括生成蛋白質的所需的幾種氨基酸，表明了生命有可能就是這樣在地球上產生的。
在接下來的幾年中，米勒及同事利用同樣的實驗設備和實驗步驟，但使用了不同氣體的組合，不斷地重做那個實驗。但是由於某種原因，那些實驗結果擱置在架子上，沒有得到分析。米勒去世後，同事們開始仔細翻閱他的檔案，這時那些實驗結果才再次呈現出來。2008年，研究人員曾經報道了其中一個實驗的結果，長達半個世紀的殘渣中產生了22種氨基酸，其中10種是1952年最初的那次實驗中沒有發現的。
現在，研究人員分析了米勒研究中另外一個實驗的結果，那次實驗是在1958年進行的。在那項研究中，研究小組往甲烷、氨、二氧化碳和硫化氫的混合氣體中釋放電火花。這些氣體可能類似於早期火山噴湧出來的有毒混合物，因此它們可能比1952年的實驗所利用的混合氣體更加具有代表性，更能代表火山噴出的氣體之中和周圍的環境。實驗形成的干渣儲存在紙箱內的玻璃瓶中，在室溫的狀況下保存了50多年。
目前，華盛頓哥倫比亞特區卡內基研究院的有機化學家亨德森·詹姆斯·克利夫斯及同事利用現代技術和儀器分析了1958年的殘渣，所用儀器比米勒在20世紀50年代利用的儀器要靈敏10億倍。
今天，在《美國國家科學院院刊》在線版上報道的分析結果表明：1958年的那次實驗產生了23種氨基酸，其中六種含有硫。殘渣中幾種氨基酸的左型和右型有著幾乎相同的比例，這說明那些有機化學物質是做實驗的時候產生的，而不是由於微生物通過某種途徑進入封閉的玻璃瓶後才產生的。克利夫斯說，活細胞僅僅利用和產生左型氨基酸。
喬治亞理工學院的生物化學家尼古拉斯·赫德不是研究小組成員，但是他說：跟1952年的實驗相比，最近所分析的這個實驗（米勒在1958年進行的實驗）不但產生了更多的氨基酸，而且還產生了在1952年的實驗結果中找不到的兩種含硫氨基酸——半胱氨酸和蛋氨酸，這兩種氨基酸在生物過程中起著特別重要的作用。他指出：「況且，據我們所知，很難說哪一種早期的生命中沒有含硫化合物。」
除了含硫氨基酸，這些長達53年的殘渣還包含蘇氨酸、亮氨酸和異亮氨酸，這些氨基酸對於某些生物過程是重要的，而且在米勒所進行的任何其他的放電實驗中都沒有被發現。
赫德說，在1958年的實驗中，硫化氫的使用好像對於克利夫斯研究小組所發現的大量生物前化學物質的產生起到了關鍵作用。他還說，儘管研究人員對於地球早期大氣中的確切成分仍有爭議，但是多數人認為火山的爆發可能產生了硫化氫。
生命的起源是一個熱議中的話題。其中一個由來已久的謎團是：在地球上所謂的「原始湯」中，生物前化學物質究竟來自何處呢？一些研究人員認為，生命有可能開始於深海的熱液噴口周圍，那些地方擁有從海底噴出的、具有化學活性而且富含礦物質的溫湯。但是，跟以前報道過的許多米勒實驗的結果一樣，這些新的分析所提供的線索表明，那些有機物質中的許多物質形成於閃電頻擊、充滿蒸汽的火山煙羽中。
然而克利夫斯說：新的分析還顯示，那些化學物質也有可能隨著隕星降落到地球上，因為有趣的是，相比較而言，米勒1958年的實驗中所產生的氨基酸量類似於在某些富含碳的隕星中所發現的氨基酸量。
譯自：美國《科學》雜誌官網
原著：Sid Perkins
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