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生命如何在地球上起源的?


生命如何在地球上起源的?

地球估计有大约45亿岁,在此历史的很长时间内,很多生命以一些奇怪的方式生存过。一些科学家认为,在我们的星球形成适宜的环境的时候,生命就出现了。

地球上最早的生命的证据来自格陵兰,那是一个被称为叠层石的蓝藻菌化石,大约有37亿岁。 虽然起源于古老的时代,这些细菌(今天仍然存在)已经是复杂生物——拥有细胞壁来保护DNA,这些DNA由蛋白质生产。所以科学家认为生命的起源应该比这个时间早得多。

事实上,在更原始的岩石中是有生命的暗示的:来自西澳大利亚的41亿年前的锆石含有大量的碳,这些碳通常出现在生物过程中。但是,尽管大约知道生命什么时间出现,但科学家仍远不能回答生命是如何出现的。

新墨西哥大学洞穴生物学家Diana Northup说:“许多生命起源的理论已被提出,但很难被证明或推翻,至今没有一个理论让人完全信服。解决这个问题,不仅会填补自然科学中最大的空白,而且会对在宇宙中寻找外星生命产生重要的影响。

生命如何在地球上起源的?

现有的一些说法

关于生命的起源,有很多具有创造性的说法。有人提出生命并非从地球首先出现,而是来自遥远世界的彗星或小行星的核心。有人甚至说地球上的生命可能不止一次出现。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的生物化学家David Deamer说:“生命不一定只有一个起源,除小行星撞击之外还有其他起源方式。”

大多数科学家都认为生命起源伊始,有很长一个时期是以RNA为主导分子,引导生命渡过其新生阶段的。根据这个假说,RNA是原始生命的关键分子,当DNA和蛋白质(比RNA工作得更有效率的物质)处于发展期时起到后援的作用。

“很多聪明人都接受了‘RNA主导’理论,认为这一理论是极有可能的,” Deamer说。

RNA非常类似于DNA,在我们的每个细胞中执行许多重要的功能,包括作为DNA和蛋白质合成期间的过渡分子,并作为一些基因的开关。

生命如何在地球上起源的?

但这种假说没有解释RNA本身是如何出现的。像DNA一样,RNA是由数千个被称为核苷酸的较小分子的重复单元组成的复杂分子,核苷酸以非常奇异的方式连接在一起。虽然有科学家认为RNA可能是在地球的早期自发地出现,但一些人觉得这种事情只会出现在天文学中。纽约大学的化学家Robert Shapiro说:“这种分子的出现,从化学作用方式来说是不可思议的,简直是宇宙踢出的一个最棒的球,我们人类是多么幸运!”

人择原理

“天文学”中有类似的概念,生物学家理查德·道金斯在《上帝的错觉》中,提出另一种可能性,其灵感来自天文学和物理学:假设宇宙包含一百亿亿颗行星(一个保守的估计),那么其中一颗行星出现生命的概率是极低的。此外,如果像一些物理学家说,我们的宇宙只是众多宇宙其中之一,每个宇宙又包括一百亿亿颗行星,那么生命几乎一定会出现在其中至少一个行星上。正如道金斯所写:“可能有的宇宙的天空并没有星星,但他们的居民也注意不到这种缺失。”

生命如何在地球上起源的?

Shapiro认为没有必要援引多个宇宙或生命陨石坠落到古代地球。相反,他认为生命起源于比RNA更小且更简单的分子,它们进行简单的化学反应,最终导致包括更复杂分子形成的自我维持系统。“如果你回到一个更简单的理论,概率就不是天文数字了,” Shapiro表示。

试图重现几十亿年前发生的一个事件很难,但许多科学家相信,像生命生命本身的出现仍然是可能的。新泽西普林斯顿大学物理学荣誉教授Freeman Dyson说:“对于这样的未解之谜,其真相是完全不可预测的,可能下周就被揭示出来,也可能需要上千年的时间。”

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