地球上的生命是在何時(shí)、何處誕生的?又是以怎樣的方式誕生的呢?圍繞這一問題，數(shù)千年來人們一直在不停地探索和爭(zhēng)論。18世紀(jì)以后，自然科學(xué)的迅速發(fā)展使人們開始從宗教、神話傳說階段邁入到用科學(xué)解釋生命起源的階段。

化學(xué)起源論

1859年，伴隨著達(dá)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(shí)也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是化學(xué)起源論。化學(xué)起源論是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說。這一假說認(rèn)為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在原始地球的條件下，在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，由無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，再由有機(jī)物發(fā)展為生物大分子和多分子體系，一步步演變出原始的生命體。但這只是理論的推測(cè)，還缺乏令人信服的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。1953年，美國芝加哥大學(xué)研究生米勒在其導(dǎo)師尤利指導(dǎo)下，完成了模擬在原始地球還原性大氣中進(jìn)行雷鳴閃電能產(chǎn)生有機(jī)物(特別是氨基酸)、以論證生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程實(shí)驗(yàn)，即著名的米勒模擬實(shí)驗(yàn)，這是生命起源研究的一次重大突破。后來，科學(xué)家們仿效米勒的模擬實(shí)驗(yàn)，合成出大量與生命有關(guān)的有機(jī)分子。

但米勒的實(shí)驗(yàn)也有很多的疑點(diǎn)，例如米勒實(shí)驗(yàn)提供持續(xù)的電能——在原始時(shí)代的地球不一定有相類似的電能；其次，各種不同的氣體和物質(zhì)的配合，雖然能夠產(chǎn)生氨基酸、醣類等物質(zhì)，但仍不能證明這就是生命的起源；氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞擊地球的時(shí)候帶來的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)這種現(xiàn)象十分普遍；再者，類似實(shí)驗(yàn)所假設(shè)的大氣層不能證明就是原始的大氣層，因而所得的結(jié)果也是不確定的；更重要的是，米勒實(shí)驗(yàn)中有機(jī)多分子體系演變?yōu)樵忌@一階段是在原始的海洋中形成的，是生命起源過程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段，然而，人們目前還不能在實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證這一過程。米勒本人也承認(rèn)他的實(shí)驗(yàn)與自然界的生命起源過程相距較遠(yuǎn)，并且現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)在火星上有氧氣存在卻沒有生命，因此，米勒曾提出的大氣層中沒有氧氣存在故沒有生命之說就不成立。

海洋起源論

在化學(xué)起源論的基礎(chǔ)上，20世紀(jì)70年代一些學(xué)者提出了熱泉生態(tài)系統(tǒng)論，也就是所謂的海洋起源論。它是現(xiàn)在最新的、最流行的，也可以說是迄今為止最科學(xué)的有關(guān)生命起源的假說。由于現(xiàn)階段所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似——熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、甲烷、氫和二氧化碳等，與地球形成時(shí)的早期環(huán)境相似。有些學(xué)者認(rèn)為熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地外物體撞擊地球時(shí)所造成的有害影響，因此，熱泉生態(tài)系統(tǒng)是孕育生命的理想場(chǎng)所。也有一些學(xué)者認(rèn)為，生命可能是從地球表面產(chǎn)生的，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍，而后來的撞擊毀滅了地球表面生命。只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來并繁衍后代——熱泉生態(tài)系統(tǒng)是現(xiàn)存所有生物的共同祖先。

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。1977年，科學(xué)家克里斯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。科學(xué)研究表明，熱泉中含有大量的一氧化碳、硫化氫和硫化金屬礦物，一方面有作為新陳代謝重要催化劑的黃鐵礦物和硫的出現(xiàn)；另一方面，有遺傳物質(zhì)如核糖核酸的出現(xiàn)。由此看來，地球上的生命也許就誕生在距今38億年到40億年問這些充滿硫磺味的熱水池或者軟泥之中。宇宙生命論

然而，熱泉中的這些物質(zhì)又是如何而來的呢?早在19世紀(jì)初，人們已在隕石上找到了有機(jī)分子，它們是有機(jī)合成物誕生的重要因素。20世紀(jì)40年代以來，人類利用天體物理的手段，在月球表面或者火星的火山口等地方，探測(cè)到了近百種有機(jī)分子。1969年9月28日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)墜落在澳大利亞麥啟遜鎮(zhèn)的一顆炭質(zhì)隕石中就含有18種氨基酸，其中6種是構(gòu)成生物的蛋白質(zhì)分子所必須的。

上述種種證據(jù)促使了宇宙生命論的產(chǎn)生，即所謂的生命起源于宇宙大爆炸。這一假說提倡“一切生命來自星際空間”的觀點(diǎn)，認(rèn)為地球上最初的生命來自宇宙問的其他星體——“地上生命，天外飛來”。該假說認(rèn)為，承載著“生命種子”的隕石或星際分子墜落在地球表面或通過其他途徑，形成地球最初的生命。

但是，現(xiàn)代科學(xué)研究表明，在已發(fā)現(xiàn)的星球上，其自然狀況并不具備保存生命的條件，并且天體在遷移的過程會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)大殺傷力的紫外線、X射線等各種高能宇宙射線，當(dāng)它們穿越大氣層到達(dá)地球的過程中會(huì)產(chǎn)生高溫，因此生命不太可能在這一過程中存活。此外，這類在外星球上形成的有機(jī)小分子在地球上也可以形成。宇宙起源論實(shí)際上是把生命起源的問題推到了無邊無際的宇宙中去了，將生命起源這一問題轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝钪嬷械纳质窃鯓悠鹪础薄?/p>

生命的起源應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子的起源，生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關(guān)的。生命的構(gòu)成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自66億年前“宇宙大爆炸”后元素的演化。相關(guān)研究表明，前生物階段的化學(xué)演化并不局限于地球，在宇宙空間中也廣泛地存在。生命演化的過程具有很多偶然性，并不是說有這種環(huán)境和條件，就一定能產(chǎn)生生命。

生命起源是一個(gè)非常艱難的、復(fù)雜的、漫長(zhǎng)的過程。我們距離揭開這一亙古之謎，還有一段遙遠(yuǎn)的科學(xué)歷程。伴隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)也會(huì)不斷地提高和升華。人類社會(huì)正是在這種不斷假說、否定、再假說、再否定的認(rèn)識(shí)過程中逐步走向文明。

(責(zé)任編輯 李 軍)