[新浪科技综合]关于生命起源的4项著名研究新浪科技综合2020-08-07 11:15:380阅

来源：原理
十几年前， Jim Carrey主演过一部喜剧电影《冒牌天神》（Bruce Almighty）。在剧中，不停抱怨命运不公的主角布鲁斯突然被允许做一天无所不能的“上帝” ，负责管理整个世界的运行。很快，布鲁斯就被写着所有人愿望的便利贴淹没了。

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图1/10图片来源：《冒牌天神》不得不说，布鲁斯在剧中领到的这个任务可能只算得上是“上帝简单模式” 。如果想要给布鲁斯一些真正的考验，不如把他的任务推回到生命起源的阶段，毕竟生命的那些最初时刻才是最神秘、最吸引人的。（当然，电影也可能就成了一部科幻片。）
虽然电影和故事只是一种虚构和畅想。但不可否认，生命的起源和早期进化一直是现代科学中最受关注的大问题之一。想要了解生命的起源，必须找到许多问题的答案，从生命起源的天体物理和行星背景，到前生命化学越来越复杂的发展，到第一批细胞的组装，再到达尔文进化论中的进化以及后来越来越复杂的生命形式的出现。

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图2/10生命起源和早期进化的大致“时间轴”（横轴时间单位：十亿年）。 | 图片设计：雯雯子；参考来源：《进化》目前，我们已经对生命起源和早期进化的大致时间轴有了一定了解。主流学说认为，地球被认为在大约45亿年前形成，而生命很有可能起源于地球最后的主要增长阶段（约40亿年前）和最早的已知化学化石形成（约38亿年前）之间的2亿年中。
在过去的半个多世纪里，有关生命起源的研究蓬勃发展。但科学的进程从来不是直线发展的，其中有一些关键发现突破了我们的认知，也有一些发现颠覆了以往的观点，但它们的共同之处在于，它们都让我们越来越靠近生命的开端。

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图3/10时间：1953年  代表论文：A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions  代表科学家：Stanley L 。Miller <em>et al 。 </em> 【[新浪科技综合]关于生命起源的4项著名研究新浪科技综合2020-08-07 11:15:380阅】可以这么说，现代对生命起源的研究始于1953年。那一年，诺贝尔化学奖得主、化学家Harold Urey的博士生Stanley L 。Miller进行了迄今为止最著名的生物发生实验，改变了人们对前生命合成的看法。
生物发生的第一步，首先需要大量“零件” ，这是最容易理解的一步。这些零件包括氨基酸、脂类、糖等等分子。 Miller设计了一个简洁的仪器来模拟早期地球环境。沸水代表着冥古宙的海洋，简单的气体混合物模拟着地球原始的大气，电火花则模拟了闪电。在这种条件下，仅仅几天后，密封仪器中无色的水就变了颜色，其中开始含有许多复杂的有机分子混合物。原本透明的玻璃变得污迹斑斑，沾满了粘稠的黑色有机污泥。

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图4/10Miller-Urey实验装置简单示意图。 | 图片来源：WikicommonsMiller对这些化合物进行了分析，发现其中含有丰富的氨基酸等物质。随后，科学家在相似的条件中创造了一系列有机分子，这些实验确凿地表明，早期地球一定富含着生命的基本分子。这类实验成功建立起了一种范式，将生命的起源追溯到这样一种“原始汤”中，仿佛就是达尔文笔下的那个“温暖的小池塘” 。

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图5/10时间：1977年  代表论文：Clustering of Suspension-Feeding Macrobenthos Near Abyssal Hydrothermal Vents at Oceanic Spreading Centers  代表科学家：Peter Lonsdale <em>et al 。 </em>事实上，一些科学家认为， 1953年的实验在某种程度上来说是“过于成功” ，以至于不少专家曾一度认为，生命起源之谜已经基本被解开了。米勒的影响力一直很大，许多“米勒派”的科学家相信，闪电带来了“原始汤” ，生命就是从这样的环境中诞生。
但答案显然没有那么简单。很快，新的发现似乎为生命诞生提供了另一种方案。

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图6/10全球海底热液活动区的大致分布图。 | 图片来源：Wikicommons20世纪七八十年代，科学家在不见天日的深海海底，发现了充满生命的“黑烟囱”生态系统。这里富含矿物质的流体与炽热的火山地壳相互作用，形成喷口。这些喷口喷出的热流接触冰冷的海水时，会产生矿物沉淀，就好像冒着黑烟的大烟囱。在化学能的推动下，生命在这种不见阳光、远离地球表面的地方蓬勃发展。

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