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第6章 宇宙中的生命是怎样产生的

早在1953 年,芝加哥大学化学系一位青年学生斯坦利· 米勒曾产生过一个当时被人认为是荒诞的想法:世界基本物质中的矿物元素能否必然产生生命? 要是米勒不去大胆地进行实验,这个一时受嘲弄的所谓“不可思议”的设想恐怕只能永远成为争论的话题。他的老师尤赖不无耻笑地叫米勒试试,并跟他打了1000 美元的赌,担保他“不会成功”。

斯坦利· 米勒的设想和实验似乎过于简单,因此,尤赖教授的怀疑态度是可以理解的。米勒设想,把构成我们地球的最原始的矿物质放在一个庞大的试管里进行实验。

这些矿物元素有甲烷、氨、氢和水气。米勒排除了种种干扰,勇敢地开始了探索。他在试管里把这些无机物质混合在一起,然后向试管通电,放出电火花。大家知道,40亿年前,构成地球的所谓“原汤”上空,经常发生强大的雷雨。经过一个星期的操作,米勒停止了实验。当他仔细观察试管时,发现底部有一种淡红色的奇异物质。米勒又惊又喜,立即对这物质进行了化验分析,结果证明,那是氨基酸。大家都晓得,氨基酸是生命的要素。当然,米勒从无机物质中没有创造出生命来,甚至连最基本、最原始的生命形式也没有制造出来。但是他发现了一个化学程序,可能导致生命的出现。请不要忘记,米勒的实验只用了一个星期的时间,而地球却花了40 亿年的工夫才有生命的出现……

应当说,是前苏联生物化学家奥帕里涅于1924 年提出的一个具有革命意义的假设,才导致了米勒的极其天才的实验。奥帕里涅对地球上出现生命的过程做过如下描绘:40 亿年前,在太阳紫外线的作用下,地球表面出现了第一批氨基酸,这些生命的原始物质掉进了海洋,便形成了所谓的“原汤”。随着时间的推移,生命的原始物质不断地进行结合,其结构越来越复杂,最后就产生了生命。这位前苏联生物化学家认为他的这个描绘并非是想入非非的事。他自己曾观察到,在注入大量溶剂的浓胶状态溶液中,蛋白质很容易结合起来。米勒1953 年的实验表明,科学家们的思想已有了一个飞跃。

当时有许多科学家认为,生命是只产生于我们地球表面的、自发的、例外的现象。米勒的发现极大地震撼了这些科学家的心灵。米勒以实验证明,一定物质的化学结合,必然会导致生命的出现。这个理论使生命是自发和例外地出现的学说顷刻间瓦解了。继米勒之后, 诺贝尔化学奖获得者梅尔文和卡尔文把实验推进了一步,他们用回旋加速器发射的电子来代替紫外线。后来,另一名科学家福克斯又对“原汤”的各种条件进行了模拟实验。40 亿年以前,火山爆发向地球表面喷吐着大量的火焰,熊熊燃烧着的岩浆直接流入了海洋。福克斯把模拟的“原汤”同岩浆接触,然后加热,使温度升到107℃,同时加进18 个氨基酸分子。得到的结果表明,生命是必然出现的,因为福克斯的实验产生了类似多肽的物质。换句话说,他获得了由几百个分子组成的氨基酸链。从此就形成了一门新学科:生源说。自1953 年以来,实验室的实验越来越复杂了,科学工作者人工制造出了越来越高级的氨基酸和分子。到了1970年,人们竟研制成了去氧核糖核酸分子。

在取得这些地面新发现的同时,天体物理学家们也在宇宙空间找到了各种各样的分子。随着这些新的发现,也出现了一门新的学科:天体化学。这是一门完全崭新的学科,它产生于20 世纪70 年代。的确,天体物理学家们1972 年在宇宙间发现了24 种分子,而在1977 年又找到了45 种分子。

1977 年5 月23 日,星期一。天文学家雅克· 勒凯向法兰西学院介绍了在宇宙里发现的最新的分子,即由9 个原子组成的分子:

C-2H-2CN。这个宇宙化学的新证据是默东天文台于1977 年5 月22 日分析得出的,它表明宇宙中一定会产生越来越复杂的化学反应和化学结合。不过,有人曾经认为,除原子和粒子外,宇宙不会孕育出别的东西来。可是事实恰恰相反,科学家们发现了越来越多的化学成分十分复杂的物体。有人甚至认为已经发现了由83 个原子组成的卟啉分子,但至今没有得到证实。业已发现的相当高级的分子在宇宙里的生命发展中起着重大的作用。它们像蘑菇的孢子一样,驾着宇宙里的风或坐着冰冷的彗星迁居到各个星球上去。一些科学家认为这是十分可靠的假设。结论是:像地球上一样,化学在宇宙里似乎必然会导致一个越来越复杂的结构,这个结构又必然会导致生命的出现。

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