当前的几种生命起源理论都处于假说阶段
当前的几种生命起源理论都处于假说阶段
生命是如何起源的？这是一个困扰人类数千年的问题。目前，科学界提出了多种假说来解释生命的起源，其中最主流的是化学进化说和宇宙胚种说。本文将带你深入了解这些理论，并探讨它们各自的优劣。
课本里的生命起源理论
高中生物学课本第二册的“生物的进化”一章中，第1节标题为“生命有共同祖先的证据”，主要阐述了地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化而来。这一章节虽然提到了生命的起源，但仅限于说明生物的共同祖先，而没有详细介绍具体的生命起源理论。这种处理方式体现了教材的严谨性，因为当前关于生命起源的各种理论都还处于假说阶段。
生命起源理论分类
近年来，国际生命起源学术会议提出的各种研究论文可以将当代关于生命起源的假说归结为两大类：化学进化说和宇宙胚种说。目前学术界普遍接受的是以《物种起源》和米勒实验为理论基础的化学起源说，但随着认识的不断深入和各种不同证据的发现，人们对生命起源问题的研究也在不断深化。
生命化学起源说
恩格斯在《反杜林论》中指出：“关于生命的起源，自然科学到目前为止所能肯定的只是：生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”苏联生物化学家奥巴林于1936年出版了《地球上生命的起源》一书，提出了生命化学起源说的起源过程，包括从无机小分子形成有机小分子，从有机小分子发展成有机大分子，由有机大分子组成多分子体系，最后发展成原始生命。
生命化学起源说目前又有四种主流假说：
原始汤假说：这是最早关于生命起源较有说服力的一个假说，因为通过米勒-尤里实验得到了实验证实。该实验模拟了早期地球环境，在密封无菌的玻璃瓶中加入水和当时认为的早期地球大气成分，并制造高温和雷电条件。实验结束后，在这些完全由无机物组成的材料中发现了多种氨基酸。然而，这个假说存在两个主要问题：一是后来研究发现原始大气成分与实验模拟的大气成分并不一致；二是实验仅能证明生命起源过程的第一步，而从多分子体系演变为原始生命的关键一步尚未在实验室中得到验证。
RNA世界假说：由德国科学家曼弗雷德·艾根提出，认为生物最早起源于RNA，然后是酶，最后是细胞。大多数科学家都支持在原始生命形成的初期，RNA在生命中扮演了极其重要的角色。根据“RNA世界”的假设理论，RNA曾经是原始生命中的关键性大分子，直到其地位被DNA和蛋白质取代。但是这个理论无法解释RNA自己是如何产生的。
无机化学的代谢和瞬态金属离子假说：认为生命起源于温暖粘稠的黏土矿物中，这些黏土矿可以充当细胞的角色，吸附有机分子和无机的金属阳离子，从而促进代谢并最终演化出更复杂的生命。
ATP中心假说：英国生化学家皮特·米切尔在1961年发表论文，认为ATP分子是靠细胞膜两侧的电压差来充电的。受此启发，德国化学家根特·瓦特豪瑟首次提出海洋喷口可能是生命的起源地，因为这里具备天然的质子浓度梯度。美国地质学家麦克尔·拉塞尔则进一步提出“碱性热液喷口”才是真正的生命发源地。英国伦敦大学学院的生化学家尼克·莱恩在2015年出版的《至关重要的问题：为什么生命会如此？》一书中详细描述了这一理论的发展。
上述化学起源假说的第3、4种最大的疑点在于，如果其理论成立，那么在其后的几十亿年里，这种创造新生命的条件不能完全排除，应该能看到有新的生命起源形式的诞生。但是目前的化石证据没有发现这种迹象。所有现存生命都共用同一套遗传密码，其基本的代谢模式也都是一样的，这很难用多种起源来解释。
生命地球外起源说
一个科研团队借助超级计算机计算了无机物在远古地球大气成分下偶然形成一个单个蛋白质的概率，结果发现这个概率是10的164次方分之一。在理想条件下，形成一个由150个氨基酸构成的小型蛋白质需要7*10^18年，这个时间是宇宙年龄的5600万倍。而一个最简单的生物细胞中至少含有300个蛋白质。
1969年，一颗小行星坠落在澳大利亚，人们发现坠落的小行星上含有氨基酸。此后，科学家陆续发现很多小行星以及彗星都含有氨基酸。近期，西班牙马德里天体生物研究中心宣称，科研人员利用射电天文望远镜发现了银河系中心的半人马座B2星系之中存在乙胺醇，乙胺醇是组成细胞膜的重要物质。
生命地球外起源说具有以下优势：
- 起源为地球外部，避免了化学起源说中从氨基酸到核酸、蛋白质、多分子体系再到单细胞生物的种种跨越性问题。
- 因为地球外部生命因子扩散到地球的几率很小，所以只在几十亿年前恰好发生了一次，其后就没有了，这符合生物学课本中关于地球生命有唯一共同祖先的描述。
- 虽然生命化学起源的概率极小、所需的时间极长，但考虑到宇宙的时间和空间都无限大，一切皆有可能。
总结
生命的外在形式虽然是细胞及其组合，而其内在本质类似于信息。在人类社会中的某个信息进行传播时，针对某一个传播节点，查找其传播的来源和去向是相对容易的，而要找到信息的源头则难度要大得多。虽然理论上生命必然有个起源，但是仅对地球而言，生命化学起源说的理论难点层出不穷，而生命地外起源说的理论难点小些、可能性更大些，也可能是更为实事求是的观点。