神秘的生命起源

1、神秘的生命起源袁訓(xùn)來大家好，我今天給大家講的題目是神秘的生命起源。生命起源是一個亙古未解之謎，地球上的生命產(chǎn)生于何時何地？是怎樣產(chǎn)生的？千百年來，人們在破解這一謎底之時，遇到了不少陷井，同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代，老子在道德經(jīng)里寫到，道生一，一生二，二生三，三生萬物。用現(xiàn)在的話說，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，用今天的話說，可能就是由無機界所形成。在中世紀的西方，圣經(jīng)上描繪的上帝，在七天之內(nèi)造就萬物之說，也是非常流行。今天看來，生命起源并不像這些古老傳說，或神話描繪的那樣，但表明了人類長期以來，對

2、生命起源之謎傾注了極大地?zé)崆楹完P(guān)注。但生命起源應(yīng)該是怎樣發(fā)生的？科學(xué)又是怎樣對這一千古之謎進行探索的？我們已經(jīng)取得了哪些進展？還有哪些問題沒有解決？這就是我今天要給大家介紹的內(nèi)容。首先，生命起源之說，第一個謎是生命的時間，起源的時間問題。在中世紀的西方，人們對圣經(jīng)的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位愛爾蘭大主教根據(jù)圣經(jīng)上所描述的，計算出上帝創(chuàng)世的確切時間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創(chuàng)世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23號上午九點鐘。也就是說，生命起源距今的話，是六千年前，這當(dāng)然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科學(xué)的回答，科學(xué)是怎么回答這個生命起源的時間呢？

3、那就是說用化石，是保存在巖石中的化石來回答。我們知道，生物死亡后，它們的遺跡在適當(dāng)?shù)臈l件下，就保存在巖石之中，我們把它們稱作化石。地質(zhì)歷史中形成的巖層，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些巖石之中，年代越久遠的生物化石，就保存在巖層的最底層。迄今為止，我們發(fā)現(xiàn)了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的巖石，這些化石類似于現(xiàn)在的藍藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小只有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚于三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數(shù)據(jù)我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億

4、年之間。今天，隨著科學(xué)的發(fā)展，地質(zhì)學(xué)家認為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當(dāng)時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早于40億年。另外，在格陵蘭的38.5億年的巖石中發(fā)現(xiàn)了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機碳，一個有機碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據(jù)這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學(xué)家根據(jù)碳的同位素分析，推測這些碳它是有機碳，是來源于生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之后，一直到現(xiàn)在

5、45億年，就是生生不息的生命演化史。好，首先我們現(xiàn)在已經(jīng)有了生命起源的時間概念，是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的？它在什么地方起源的？這樣我們不得不回顧一些有關(guān)生命起源的假說。第一個是創(chuàng)世說，在舊約全書的第一章寫到，上帝在七天之內(nèi)創(chuàng)造了世間之萬物，在中世紀的西方大家普遍接受這個觀念，可以說一直到現(xiàn)在，這種觀念還被很多人接受，當(dāng)然這也不是真的。第二個呢，是自生論，比如說希臘人認為，昆蟲生于土壤，春天萬象更新，種子從泥土里萌發(fā)，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源，而是生命的延續(xù)，可以說這個自生論，現(xiàn)在已經(jīng)被徹底拋棄了。與這個類似的說法，還有比如說埃及人認為生命來自于

6、尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。第三個有關(guān)生命起源的假說，就是有生源論，這個在19世紀的西方也相當(dāng)?shù)亓餍?，有生源論認為，生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪里來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎么起源的？物質(zhì)怎么來的？你給我回答了物質(zhì)是怎么來的，生命我就可以說是從哪兒來的，其實這是一個不可知論。在20世紀的后半葉，有生源論逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的宇宙胚種論，直到現(xiàn)在，有許多科學(xué)家認為，生命必須的酶，像蛋白質(zhì)，和遺傳物質(zhì)的形成，需要數(shù)億年的時間，在地球早期并沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年，因此他們認為生命一定是以孢子或者其他生命的形式，從宇宙的某個地方來到了地球，這種觀念也是有

7、一定的依據(jù)的。二十世紀四十年代以來，人類用天體物理的手段，在地球之外探測了近百種有機分子，像甲醛，氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關(guān)，它可能給地球帶來生命或者有機分子，一個是彗星，一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機分子，比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態(tài)的水，還有氨基酸，鐵類，乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物，生命有可能在彗星上產(chǎn)生而帶到地球上?；蛘咴阱缧呛碗E石撞擊地球時，由這些有機分子經(jīng)過一系列的合成而產(chǎn)生新的生命。當(dāng)然這種胚種論也存在著不同的觀念，它有兩種致命的弱點，一個是生命是否能在宇宙中進行長期的遷移？還能不能夠存活？我們知道天體之間的距離是以光年為

8、計算的，天體之間交流可能需要成千上萬年，從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空里面，暴露在這種大量的宇宙射線之中，活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續(xù)萌發(fā)呢？這是一個最大的問題，第二個從無機分子到有機化合物的過程，這種過程，比如說彗星上我們看到有機小分子形成，在地球上也能夠形成，這是不用置疑的。1859年，伴隨著達爾文物種起源一書的問世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進化論。生命起源的化學(xué)進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學(xué)者米勒的證實，既然你說地球早期溫度都是比較高，又充滿了很多還原性氣體，還有水，那么我就把這些

9、氣體，把水放在一個瓶子里面，看看它是不能產(chǎn)生生命，或者產(chǎn)生有機化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣，還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子里面，在瓶子里面兩頭插上金屬棒，完了通上電源，通過這個類似于閃電的作用，確實在幾天之后產(chǎn)生了大量的氨基酸。那么就是說在地球上面，在閃電下，在常溫下，也能成為無機分子，合成有機分子。我們知道，你氨基酸的話，是組成蛋白質(zhì)的最重要的物質(zhì)，可以說，組成生命起源最重要的物質(zhì)。因此，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸

10、，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進一步演化成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)和其他的多糖類，以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進化的過程。但是這種溫暖水池說，也遇到一些問題，其中有兩個問題，第一個問題是現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認為，地球早期大氣圈它并不是含有大量的還原性氣體，它是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下，你并不能形成大量的氨基酸。第二個，溫暖的水池在地球早期并不能長期形成，為什么呢？因為當(dāng)時地球早期，剛才說過它有大量的隕石、流星，還加上地球本身的放射性，溫度很高，你這個溫暖水池一旦生命產(chǎn)生了，一個隕星過來，溫度在瞬間之內(nèi)可能達到

11、上千度、甚至幾千度，生命已經(jīng)絕滅了，只能再來一次生命的起源。但是我們現(xiàn)在就這么想，現(xiàn)今的地球上是不是有溫度比較高，還有還原性氣體，還有生物存在呢？那么，有兩件工作可以說具有劃時代的意義，一個是1967年美國學(xué)者布萊克，在黃石公園的熱泉中發(fā)現(xiàn)了大量嗜熱生物，我們知道蛋白質(zhì)一般的話超過六十度，就會凝固的，煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上還能夠生活呢？在以前是不敢想的。第二個就是1977年克里斯，他在太平洋底的熱泉中，同樣也發(fā)現(xiàn)了大量的嗜熱微生物，這個溫度它要更高，它可能達到二百到三百度。它壓力呢，也有二百到三百個大氣壓，它的環(huán)境是什么樣子呢？它確實有大量的還原氣體，有

12、硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳，這個環(huán)境確實非常類似于四十億年前早期地球的環(huán)境，那么生命起源它是不是就在這個時候產(chǎn)生的呢？這是我們現(xiàn)在看到的情況，但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發(fā)現(xiàn)的微生物呢？確實有，我們在這方面，我們在化石方面也取得了非常重要的進展，比如說在2000年，羅斯瑪森，澳大利亞的一個科學(xué)家，他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積里面發(fā)現(xiàn)了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前，生命在熱泉的附近已經(jīng)大量生存，那么這是現(xiàn)在最新的，最流行的，也可以說迄今為止最科學(xué)的有關(guān)生命起源的假說，就是生命起源于熱泉，或者海底熱泉，俗稱“黑煙囪”的附近。海底熱泉和陸地上的熱泉它們

13、都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體，除了二氧化碳以外，還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物，比如說藍藻、光合細菌、硫細菌，特別是一類古細菌，在高溫下異常地繁盛，它在超過一百度的時候大量繁盛，而離開了這樣的環(huán)境，比如溫度一降下來，它馬上就進行休眠，而且并不能正常的生活，那么這些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的時候，這種原始的生命形式呢？第一個早期地球溫度都很高，產(chǎn)生的最早生命形式，應(yīng)該是一些能適應(yīng)高溫的生物，而熱泉中，生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個，熱泉的環(huán)境與早期的地球環(huán)境有很多類似之處，比如說它有高溫，還有大

14、量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣，還有硫化氫等等。第三個，在高溫的熱水環(huán)境的話，它是有利于小分子的有機化合物脫水，聚合成有機高分子，比如說現(xiàn)在我們用有機小分子氨基酸合成蛋白質(zhì)的話，它就是在熱水中，通過這個熱聚合反應(yīng)，脫水以后形成這樣的高分子，特別是在這種熱水口附近的話，形成了黃鐵礦，俗稱“愚人金”。它是由硫和鐵組成的，在它的表面的話，它非常有利于高分子的合成，因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據(jù)是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度，和水化學(xué)鑒別的梯度，這個梯度的話，也是有利于各種化學(xué)的連續(xù)反映，我們知道熱泉口它噴出來的時候，它的溫度可能到達二百度到三百度，特別是

15、在海底洋中脊附近，而海水的溫度的話，這種海底的溫度一般在0到4度，這樣的話，從三百度，一直到四百度，它有一個溫度梯度，這種溫度梯度的話，對有機化合物合成的話，可以說存在一個連續(xù)的反映。第五個也是最重要的一點，就是現(xiàn)在熱泉中的生物的話，它確實是生物演化速度的最根部的類型，也就是說它的基因是最古老的類型。現(xiàn)代生物學(xué)家，他通過生物分子學(xué)的研究，他把熱泉中的一些嗜熱古細菌，跟現(xiàn)在的普通細菌進行了基因的對比，發(fā)現(xiàn)它們基因的相同點，不超過60。那么就是說這些古細菌它們含有非常多的古老的基因，也就是說，它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應(yīng)該說，生命起源我們研究生命起源它最好的證據(jù)，還是在地球上，40億

16、年到38億年間的巖石和化石所包含的信息。但是，經(jīng)過40億年的變化，地球已經(jīng)面目全非，現(xiàn)在的地球即使你有40億年到38億年的巖石，它也進入了大量的變種，信息也幾乎全無。因此我們把目光不要局限在只是在地球上，如果說生命是宇宙之中一個普遍的現(xiàn)象的話，除了地球之外的其他天體上，是否也有類似于地球早期的這樣的環(huán)境呢？如果有的話，也許能為研究生命起源打開新的窗戶，我們第一個目標是什么地方呢？不是火星是月球，現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認為，月球是40億年前，一顆大的行星撞擊地球，而從地球上迸發(fā)出去。形成了當(dāng)今的月球，這個時間正好是40億年，如果地球上有生命起源的話，我們在月球上看看，那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代

17、神話中有嫦娥奔月的這個說法，月球上有月桂、有月兔，還有浪漫的愛情故事，但是二十世紀六十年代到七十年代，隨著前蘇聯(lián)和美國的宇航員登陸的成功，這個神話徹底破滅了，月球其實是一個沒有生命，沒有水，沒有氧氣，不適合生命生存的荒漠的星體。那么我們第二個目標是什么呢？第二個目標是火星，因為火星也許在40億年以前，有著跟地球類似的經(jīng)歷，火星的物質(zhì)成分跟地球非常近似，它的軌道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢？我們到火星上去干什么呢？我們尋找生命起源，要從哪幾點入手呢？一般來說是三點，第一個在火星上尋找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的話，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也許來

18、自火星，或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態(tài)水，因為我們知道，水是萬物之源，水是生命之源?，F(xiàn)在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態(tài)水也是非常重要的一個指標。第三個尋找與生命有關(guān)的化合物，如果我們現(xiàn)在沒有活的生物的話，過去有沒有呢？過去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在這些巖石之中呢？所以我們到火星上尋找生命，抱著三個目的。1957年美國的海盜號航天器發(fā)回到地球的信息時，火星上沒有生命，沒有液態(tài)水的存在，它是一個荒蕪干渴的紅色的星球。但是人類并沒有氣餒，20世紀90年代，美國宇航局加大了對火星的探測力度，通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠鏡得到

19、的圖片，和其他的有關(guān)天體物理的信息資料顯示，火星上過去很可能有過液態(tài)水的存在。一些航天資料顯示，火星上有類似于像我們發(fā)生大洪水山前的沖積扇的構(gòu)造，還有水、河道、像地球上干涸的河床的河道，還有水侵蝕巖石的痕跡。另外還有非常特別的一點，在火星的兩極，發(fā)現(xiàn)了類似于地球上凍土解凍的情況，這是我們的航天資料。但是我們?nèi)绻袃x器，帶上儀器帶上人，在火星上去進行探索，或者獲得一塊石頭，進行分析一下，這些事情不是一目了然了嗎？所以在1999年初，美國呢，發(fā)射了一個火星極地著陸器，它帶著了精密的分析儀器，準備在火星的極地進行仔細地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望這些儀器能夠得到有關(guān)火星上是否有水的直接

20、的信息的話，但就在進入火星的大氣層中，跟地球上失去了聯(lián)系。那么我們對火星的研究，那就束手無策了嗎？現(xiàn)在至少在現(xiàn)階段并不是，我們有來自火星上的隕石，非常幸運，在1984年，人們在南極的冰蓋上面，發(fā)現(xiàn)了一顆隕石，這個隕石拿回來以后呢，對它進行它的元素和做氣體化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)這個隕石呢，它的氣體它的同位素，跟火星上非常類似。所以他們認為這個隕石是來自火星，這個隕石是在一萬年前，掉在冰蓋上，南極的冰蓋上。通過這個隕石的放射性同位素年齡測定呢，這個隕石40億年，距現(xiàn)在有40億年左右，正好跟地球上生命起源的年齡是一樣的。那么幾十年來，科學(xué)家通過了大量研究這個隕石，一些研究者認為，這個隕石上含有了生命的跡象，

21、有哪幾個方面的證據(jù)呢？有三個，第一個這個隕石里面含有數(shù)種沉積礦物，因為沉積礦物它是有水的情況下形成的，所以科學(xué)家從中推斷，火星上可能有水，特別這些礦物里面有一種是磁鐵礦物。他認為這種磁鐵礦，它只能由生命的形式存在，這是第一個證據(jù)。第二個，在這個隕石的表面通過化學(xué)分析，獲得了多種多環(huán)的芳香烴，他認為這種多環(huán)的芳香烴的話，與生命的形式有關(guān)。第三個它是通過掃描電鏡仔細觀察，發(fā)現(xiàn)了形態(tài)非常類似細菌的生物化石。這化石并不是很大，只有幾百個納米，因此，在1996年，美國宇航局向全世界宣布，在40億年前火星上曾經(jīng)有過生命，當(dāng)然這是一家之言。這顆隕石里面，這個有關(guān)生命存在的信息是不是真的呢？當(dāng)然有很多學(xué)者對這

22、些證據(jù)提出了置疑。第一個就拿磁鐵礦來說，你認為只能由生命生存，我同意，你認為這個沉積礦物它也是由生命生存，我也同意。它是生命有水的形式下才能沉積，我也同意。但是你要知道這個隕石是在南極的冰蓋上找到的，那冰全是水，你在隕石撞擊冰蓋的時候，可能有很多的水溶化了，隕石撞擊這個地球的時候，它可能形成很多裂隙，如果有液態(tài)水，溶化的水，從這個裂隙進去的話，那不也可能形成一個自身的沉積礦物嗎？另外你認為這個磁鐵礦，你也可能，有人認為磁鐵礦的話，也并不是說是生命特有的，在其他物質(zhì)條件下也可以形成，所以第一條證據(jù)的話，就有很多科學(xué)家認為它占不住。第二就是多環(huán)芳香烴的問題，同樣你看像南極冰蓋，你是零下40度，或者

23、50度也好，也有大量的菌藻的生存，它是不是污染的呢？現(xiàn)在的污染，也許是一萬年以前污染的呢。所以這條證據(jù)的話，你也不能說是一個非?？煽康淖C據(jù)，百分之百的證據(jù)。第三個證據(jù)，特別是第三個證據(jù)它更加靠不住，就是把隕石把它劈開，你看見這些所謂的細菌的化石，這些化石，第一個它太小，它的直徑的話只有幾十個納米，我們知道，你像一個鐵的原子核的話，它可能就有0.6個納米，所以你這個，所謂生物化石它的直徑的話，它可能就是幾百個，甚至由上千個原子核組成。所以這基本的話，在現(xiàn)在我們理解的這個具有細胞膜包裹的原始細胞最小形態(tài)是不可想像的。所以這個有關(guān)隕石上生命的存在，或者火星上生命的存在，還需要繼續(xù)的研究。我們所觀察的

24、第三個天體，就是木星的衛(wèi)星，特別是第二個衛(wèi)星，叫木衛(wèi)二，它的大小跟地球直徑非常類似，在1997年美國的伽利略號航天器對木衛(wèi)二進行了觀察，他們發(fā)現(xiàn)在木衛(wèi)二表面的話，有大量的裂痕存在，并且是多起的裂痕，通過天體物理學(xué)的方法研究，這個星球其實全是由水組成的，這個水是固態(tài)的冰，變成了固態(tài)的冰，我們從這些很多很多的裂隙可以看起來，多起裂痕看起來，這個星球也許在過去或者某個時候，某幾個時候，這個水曾經(jīng)溶化過。也就是說，它曾經(jīng)有液態(tài)水的存在，有液態(tài)水存在，它是不是也有生命的存在呢？但是這個還是一個未知數(shù)，我們需要更進一步的研究?？傊?，隨著航天科技和其他相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展，地外生命的探索，為我們研究生命的起

25、源開辟了一個新的途徑。但無論怎么樣生命起源的過程的話，這三個過程是跑不了：第一個是從無機物到有機小分子，這種過程，比如說你一氧化碳、二氧化碳、水、氫氣、氨氣、甲烷，這些東西你合成有機小分子，像氨基酸、嘌呤、啶、核苷酸、高能化合物、肪酸、有卟呤等這些東西，這個過程是跑不掉的，因為地球生命的起源的話，你從無機界到有機界，所以這個過程。一個過程是不管在什么地方，在海底也好，在熱泉里面，在火星上或者在木衛(wèi)二，都跑不了這個過程，所以研究生命起源的過程的話，是第一個。第二個呢，它是有機小分子到有機大分子這個形式，就是剛才說的氨基酸嘌呤嘧啶這個東西，有機大分子像蛋白質(zhì)多糖，核酸這個過程，因為蛋白質(zhì)是組成生物

26、體的主要的物質(zhì)，還有多糖、糖類、都是組成很多細胞的這個骨架，細胞壁的主要成分，還有核酸、這是遺傳物質(zhì)，所以這個過程的話，也是跑不掉的。第三個這些生物的大分子，演化到原始單細胞的生命，這也是跑不掉的。一個原始的單細胞，外面有一個膜包裹，里面有遺傳物質(zhì)，要進行新陳代謝的交換。所以生命起源的過程其實可以簡單地分成這三個過程：對這三個過程我們現(xiàn)在做到哪一步呢？我們還有什么沒解決的呢？第一個我們看看從無機物到有機小分子這個過程，其實這個過程的話，在熱泉中，在深海的海底“黑煙囪”中，還是在實驗室中，我們都能夠合成這個米勒的實驗就是一個最經(jīng)典的實驗，它就是把無機物合成了有機小分子。第二個過程，我們再看看，第

27、二個過程是有機小分子，到有機大分子這個過程，這個過程的話，其實在熱泉，像海底熱泉口，還有陸地上，像黃石公園，我們國家云南的熱泉都有這種過程，因為這個溫度很高，它有機物在里面的話它可以進行熱聚合脫水反應(yīng)，能形成蛋白質(zhì)，我們在實驗室里面，這個過程也是可以重復(fù)的，所以生命起源的第二個過程也不是難的事情。最難的是生命起源的第三個過程，就是生物大分子到原始單細胞這個過程，可以說這個過程是迄今為止科學(xué)家們研究上遇到最大的難題。也是無機生命到生命，無機化合物到有機生命不可跨越的一個鴻溝，這個過程包括哪幾部分呢？換句話說，我們要研究生物大分子，到原始單細胞生命，要從幾個部分來入手呢？第一個我們要研究自我遺傳系

28、統(tǒng)，一個遺傳系統(tǒng)，就是能自我復(fù)制的生物大分子這個系統(tǒng)的建立，DNA、RNA這種系統(tǒng)的建立。它怎么建立的？它怎么合成的？它們怎么有遺傳的功能？第二個，蛋白質(zhì)的合成，它要納入到自我復(fù)制系統(tǒng)的控制，這是什么意思呢？就是它新陳代謝，它是能量和物質(zhì)在細胞內(nèi)的交換，接受太陽光、接受化學(xué)能，產(chǎn)生有機物，再用這有機物分解而產(chǎn)生能量，這個能量像一個馬達一樣，來運轉(zhuǎn)這個細胞，是這個過程。這個過程也是非常難的一個過程，第三個過程，生物膜系統(tǒng)的形成，也就是說比如說像細胞壁、細胞膜，生物膜的系統(tǒng)，為什么重要呢？因為我們知道無機界是沒有隔離的，沒有這種隔離，只有在生物里面它有一個膜跟外界隔離，同時這個膜也不是絕對隔離，而

29、是跟外面進行物質(zhì)的交換。它有一些小的空隙，所以這個生物膜系統(tǒng)也是一個非常精密的生物機構(gòu)，所以在生命起源之中這三個階段或者三個步驟缺一不可，也是非常難的三個步驟。迄今為止，我們把生命起源可以描述成這樣子的：在40億年前的地球上，由無機分子合成的有機小分子，它聚集在熱泉口，或者火山口附近的熱水中，通過聚合反應(yīng)，形成了生物的大分子，這些大分子進行自我復(fù)制，自我選擇，進而通過分子的自我組織，并自我復(fù)制和變異，從而形成核酸和活性蛋白質(zhì)，同時分隔結(jié)構(gòu)同步產(chǎn)生，最后在基因的控制下的代謝反應(yīng)，為基因的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成提供能量，這樣一個由生物膜包裹著的具有能自我復(fù)制的原始細胞，就在地球上產(chǎn)生了。這個原始細胞可能是異養(yǎng)的，或者是化學(xué)自養(yǎng)的，它可能類似于現(xiàn)代生物在熱泉附近的嗜熱古細菌，這個描述短短幾百字，就把生命起源的過程描述過來了。但它有四個無法逾越的鴻溝，一個是自我選擇，因為你組成生物大分子或者RNA，DNA，它這些分子都是非常有限的幾種分子。在無機條件下，或者在閃電情況下、或者在熱水中，它形成很多這樣的分子，這些分子怎么能自我