生命起源理论与模拟实验

为了解释生命起源的原因，科学家进行了许多探索和实验，形成了各种各样的生命起源学说。宇宙发育学说：该学说假定生命是从别的星球带到地球上的，这种生命体通过外星球的陨石降到地面上或海洋中。科学家也验证了地球上的一些陨石中确实含有组成生命的有机分子。如果这种有机分子的生命物质是从地球之外来的，那么外部空间的生命与地球上的生命是否一样呢？在到达地面以前，生命能经受住宇宙星际间的酷寒和穿过地球大气层而燃烧时的高温的考验吗？即使能经得起这种激烈的旅程，字宙发育学说也没有回答出生命起源的真正原因，它只是解释了把生命如何从这个星球移居到另一个星球而已。

自然发生学说：大约700年以前，人们还普遍认为生命能自然地起源于非生命物质。如果把小麦、谷物连同脏东西放在阴暗的空洞中，就自然会产生老鼠。同样，如果放一块肉，时间长了就自然会在肉上产生苍蝇的幼虫--蛆，即所谓腐肉生蛆。随着生物科学的进展，人们开始怀疑自然发生的可能性。在1668年，意大利有位医生做了一个实验，在两个空瓶中各放二块肉，一个瓶子不盖盖子，另一个盖紧盖子。几天后，不盖盖子的瓶内肉上产生了蛆，而盖紧盖子的瓶内肉上没有蛆。这就证明了蛆不能在腐肉上自然产生，而是来自苍蝇卵。从此，生命自然发生学说开始受到怀疑。但随着微生物的发现，一些微小的不易察觉的生物会出现在腐败的食物中，人们又开始考虑自然发生的问题了。意大利有位牧师试图揭示微生物也不是自然发生的，他在特制的玻璃烧瓶中煮沸肉汤，然后密封烧瓶，因此没有东西可以从外界进入肉汤中，过后再观察肉汤，一直保持清澈和无菌。然而一些坚信自然发生学说的人认为，这是由于空气在瓶中加热后改变了性质，致使微生物和细菌不能出现。

自然发生学说最终被法国著名微生物学家巴斯德驳倒。100多年前，巴斯德在盛有煮沸的肉汤烧瓶中，不采用密封隔绝空气的办法，而是将烧瓶的瓶颈拉长成S形，并让颈端瓶口敞开，这个烧瓶有这样的功能：新鲜空气能到达长颈瓶内，而任何细菌或微生物随空气飘浮入内时，将被阻止在S形的长颈瓶壁中。果然，这种能使空气流通的烧瓶，加热后肉汤保持无菌。

生命起源的现代生物学解释：生命是由有机物组成的。据科学家推测，最原始的生命现象是许多有机分子的简单组合，并逐步过渡到互相联系和影响。从本世纪40年代开始，科学家做了许多与这方面有关的实验。这些实验的理论都较深奥，但可通俗解释为：早期地球上的海洋里，含有丰富的有机分子，经过漫长的岁月，这些有机分子彼此产生了能临时组合在一起的结构，时间一长，这种临时组合的分子周围产生了粘稠状的一层东西，并随着外界环境的变化，它能接受另一类有机分子，也能排放出临时组合在一起的另一部分有机分子。这种复合化的分子，可以看成是最初的生命，它具备了最简单的代谢和繁殖功能，这些就是生命属性的基本特征。虽然这种最低级的生命形式比今天最简单的微生物还要简单得多，但它们都能靠自然选择进化，成为现在各种各样的生物体。

为了验证上述理论，有位叫米勒的美籍科学家，做了一个实验：将组成生命体的最基本的碳氢化合物分子，如甲烷、氨和氢等与水混合，一起灌入一个特殊的玻璃装置中，加热瓶内混合物，使之不断沸腾，产生气体。气体经过一个装有两个电极的小室，室内连续产生火花，犹如大自然的闪电和火山爆发。这种气体经过冷却又变成液体回到原处。经过一个星期后，对瓶中的液体进行化学分析，结果惊喜地发现，其中产生了组成现代生命体的蛋白质结构中的几种氨基酸成分。

米勒的实验结果，引起了许多科学家的兴趣，并改进了他的实验，使用可能最初在地球上就已经存在的各种不同的物质进行实验，科学家们证明了生命物质能从这些实验中产生出来。但这些实验只解释了与生命体有联系的一些分子结构的产生，还没有彻底解释这些分子最后是怎样互相结合并进行生命活动的。由于地球存在的年龄是用亿年来统计的，而我们的实验纵然经历了一百万年，但对发生生命物质结合的必然机会来说，都是远远不够的。生命起源问题真让人着迷。