生命来自哪里

地球上的生命最初来自哪里呢？

这是古今中外科学家们一直在努力解决的重大科学问题。但是，迄今为止，还没有完全解决。关于生命起源的猜测和假说倒是不少，不过，都存在或多或少的争议。目前，科学界倾向于地球上的生命在地球上起源并逐渐进化。随着天文学研究的深入，以及地外文明探索技术的进步，不少科学家相信，地球生命来自地球以外广袤的宇宙空间。

地球起源

探索地球上生命起源，不得不先介绍一下地球起源。跟生命起源一样，地球起源也是重大的科学问题。有不少理论和假说，解释地球起源。

其中地球起源现代假说，由中国地质学家江发世，在发表的《论地球起源与演化》一文中提出，认为地球起源于太阳系外的宇宙空间。在大约46亿年前，地核捕获太空中游弋的固态、气态、液态物质形成原始地球。距今5.4亿年左右，在太阳系外运动的原始地球，有幸被太阳捕获，使这个“流浪儿”终于有了家，成为太阳系大家庭中的一员。围绕太阳运动后，地球上有了阳光，有了昼夜，有了四季。由于太阳引力作用，地球自西向东旋转，地壳开始变化，形成了高山、高原、沟谷、洼地、盆地、平原。适宜的环境，使原始地球上生物开始爆发式出现。

德国古典哲学创始人伊曼努尔·康德（Immanuel Kant）、法国数学家和天文学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）等，提出了地球起源早期假说，认为地球在太阳系内起源。大约46亿年前，宇宙中一片巨大氢分子云，在引力作用下，发生坍缩，主要质量向中心集中，形成了太阳；其余部分，边旋转，边摊平，发育成一个原行星盘，进而形成了行星、卫星、流星和其他小天体。

根据康德在《宇宙发展史概论》中提出的星云假说，原始地球形成于吸积坍缩后剩下的一个直径为1～10千米的块状物，里面含有气体、冰粒和尘埃。宇宙中的小行星、彗星、原行星不断撞击着原始地球：一方面，由于滚雪球效应，原始地球的体积越来越大；另一方面，天外来客们撞击的巨大动能，不断转化为热量，储存在原始地球内部，使原始地球温度越来越高。原始地球表面流动着炽热的岩浆，到处是火山喷发，炼狱般的世界，不可能有生命。后来，原始地球表面开始冷却、凝固，形成了坚硬岩石。火山喷发释放的气体形成了大气，主要成分是水蒸气、二氧化碳、氨气、氢气。地球内部水分蒸发，加速了地球表面冷却。经充分冷却后，原始地球上开始连续降暴雨。大雨下了成千上万年，雨水灌满了沟谷、盆地，形成了原始海洋。

原始地球上水的来源，一部分是原始地球本身就有的，另一部分是撞击原始地球的小行星、彗星、原行星带来的水、水蒸气和冰。原始海洋诞生后，大大改善了原始地球环境，生命开始孕育。

生命在地球上诞生

在原始地球上，由于长期连续降暴雨，大气中大量二氧化碳被溶解，随雨水汇聚到原始海洋里，最终改变了大气成分。不像现在的大气，含氧量丰富，原始大气是还原性。

1953年，美国芝加哥大学研究生斯坦利·劳埃德·米勒（Stanley Lloyd Miller），在其导师宇宙化学家、1934年诺贝尔化学奖获得者尤里（Harold Clayton Urey）教授指导下，进行了模拟原始地球大气，探索生命起源的合成实验，即著名的“米勒实验”。

米勒假设，生命起源之初，原始地球大气主要是氢气、氨气、水蒸气、甲烷等还原性气体。通过模拟原始地球大气成分和大气中闪电现象，最终合成了氨基酸等生物小分子。米勒实验也存在缺陷：一是原始地球大气成分只是猜测；二是各种气体比例和放电能量也不一定符合实际。然而，迄今还没有更好的实验模型出现。

米勒实验，直接验证了苏联生物化学家亚里亚大·伊万诺维奇·奥巴林（Alexander Lvanovich Oparin）1922年提出的地球上生命起源的化学起源说。这个学说，至今仍被学术界普遍接受。奥巴林于1924年出版《生命起源》一书，1936年出版《地球上生命的起源》一书。

化学起源说，将生命起源分为四个阶段。

◆第一阶段，出现有机小分子。

受尤里启发，米勒设计了一套玻璃仪器装置。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球大气。在实验中，通过把烧瓶里的水煮沸，模拟原始海洋蒸发现象。球形电火花室里，外接高频线圈，通过电极连续火花放电，模拟原始地球大气里的闪电现象。实验一周，让米勒颇为惊喜的是，产生了近10种氨基酸。氨基酸是动植物体内普遍存在的重要的两种生物小分子之一，是构成执行生命结构和功能的物质——蛋白质的零件。另一种在动植物体内普遍存在的最重要的生物小分子是核苷酸，是构成储存生命遗传信息的物质——核酸的零件。遗憾的是，米勒实验没有能够合成这种物质。

1961年，美籍西班牙裔生物化学家朱安·奥罗（Juan Oro），在原始大气中添加氰化氢、甲醛后，不仅得到了氨基酸，还得到了合成核苷酸的原料——腺嘌呤、核糖、脱氧核糖。

1982年，北京大学王文清教授，在甲烷、氨气、氮气、水蒸气的混合气体中首次加入三氢化磷。理由是：第一，磷是遗传物质核酸的重要成分；第二，1974年在木星大气层中探测到了三氢化磷。实验取得了满意结果。放电后，有三氢化磷的实验组，产生了19种氨基酸；没有加三氢化磷的对照组，仅产生了6种氨基酸。

在原始地球上，有机小分子出现具有重要意义，实现了从无机界到有机界的跨越，具有里程碑式的重要意义。

◆第二阶段，产生生物大分子。

在原始地球上，由于闪电、紫外线、火山喷发等作用，合成了大量氨基酸和核苷酸。这些有机小分子，随雨水降落到了原始的海洋和陆地上。随后陆地上的大部分有机小分子，也随雨水汇聚到了原始海洋里。

在原始海洋里，大量有机小分子被吸附到含有矿物质的黏土周围。在钠、镁、铜、锌等金属离子催化下，许多氨基酸分子通过缩合反应，脱去水分子，连接在一起，生成更为复杂的分子，即蛋白质分子。同样，许多核苷酸分子通过聚合反应，脱去水分子，连接在一起，生成更为复杂的分子，即核酸分子。

有意思的是，朊病毒是蛋白质分子，类病毒、拟病毒是核酸分子，烟草花叶病毒是蛋白质和核酸分子。是不是原始地球上出现蛋白质和核酸分子后，生命就算诞生了呢？答案是否定的。因为朊病毒、类病毒、拟病毒这种分子形态的生命，离开活细胞后，还不能独立生存。

然而令人兴奋的是，生物大分子核酸、蛋白质产生后，生命的曙光就出现了。

◆第三阶段，组成多分子体系。

任何生物都需要繁殖，否则物种就会灭绝。单个蛋白质、核酸分子，无法将传宗接代需要的营养物质聚集在自己周围。要想传宗接代，就必须形成具有一定形态结构的实体。

在原始海洋里，随着时间推移，蛋白质、核酸分子的浓度越来越高。由于水分蒸发、黏土吸附等作用，这些生物大分子被浓缩分离出来，聚集成小滴，漂浮在原始海洋中。这些小滴外面有一层界膜，与周围的海洋环境分开，是一个独立的体系——多分子体系。

具有一定形态结构的多分子体系，是一个开放系统，可以与外界环境进行物质、能量、信息交流。只是此时，原始生命还没有诞生。

◆第四阶段，原始生命诞生。

多分子体系出现后，经过长期不断进化，特别是蛋白质、核酸之间的相互作用，终于诞生了能够新陈代谢和繁殖的原始生命。从多分子体系进化出原始生命，是生命诞生最为关键的一步，迄今还无法在实验室里进行验证。

地球上最先出现的原始生命，应该是像细菌、蓝藻一样的单细胞原核生物。原始生命诞生前，从非生命的无机物进化出原始生命，属于化学进化。也就是说，地球上生命的诞生是化学进化的结果。原始生命诞生后，从原核细胞（如蓝藻细胞）进化出真核细胞（如绿色开花植物细胞），从单细胞生物（如草履虫）进化出多细胞生物（如水螅），属于生物进化。

生物进化是更为高级复杂的进化。

生命来自外太空

地球生命不是起源于地球自身，而是来自外部宇宙空间。这一说法相当大胆而富有想象力，但是却有科学依据。

在广袤的宇宙空间，漂浮游弋着由气体和尘埃组成的星际云，体量非常之大，大到令人难以想象。在星际云里，已经发现了120多种星际分子。包括氨基酸、氨气、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲烷、嘌呤、嘧啶、乙醇、乙酸、乙烯、丙酮、甲乙醚等地球上常见的分子。还发现了地球上尚未发现的分子，如多炔氰分子（HC₅N、HC₇N、HC₉N、HC₁₁N）。仅星际云里的乙醇含量，就大大超过了地球上每年酿造的酒的数量。天上美酒，经过天文时间的长期酿造，说不定异常美味。

宇宙中如此丰富的有机分子，怎样从遥远的外太空来到地球呢？

这与陨石有关。

陨石是外太空中的小行星、流星、彗星进入地球大气层剧烈燃烧后陨落到地球上的残骸，又称“陨星”。有一种陨石称为“碳质球粒陨石”，科学家从中发现了大量有机物，包括氨基酸、氨、嘌呤、嘧啶、卟啉、烷烃、芳香烃等。这些有机物属于生物分子，是组成生物体的原料。

彗星堪称生命的使者，俗称“扫把星”，像一个脏雪球，主要由水、二氧化碳、甲烷、氨、氰、氮等物质组成。彗星中心的固体部分是彗核，由冰、干冰（二氧化碳）、氨、岩石、尘埃等物质组成。当彗星进入大气层后，因剧烈摩擦产生的热量，使彗核里大量的冰和水蒸发，降低了温度，有效地保护了所含的有机物不被破坏。所以，有人说，是彗星把生命的种子带到了地球。

早在1907年，瑞典化学家斯万特·奥古斯特·阿伦尼乌斯（Svante August Arrhenius）就提出，第一批地球生命可能来自天外。人们把这一学说称为“泛孢子论”。

阿伦尼乌斯认为，宇宙中到处存在生命孢子，在恒星光芒的推动下，孢子在浩渺的太空中漫无目的地游弋，直至飘落到某个星球上，在合适的环境条件下，萌发形成生命。

“泛孢子论”在当时学术界得到了广泛认可，包括大科学家尤里和奥罗都是忠实粉丝。然而，这个理论却遭到了苏联生物化学家奥巴林的坚决反对。奥巴林认为，地球生命从地球上起源，而不是从外太空进口。

如今，已有越来越多的天文学家、化学家、物理学家、生物学家相信，地球上生命的胚芽，完全有可能来自外太空，尽管生命起源仍是未解之谜。