达尔文曾经推测,生命起源于地球混沌时期的一个温暖的池塘。最近一些科学家提出,通过加入可持续复制的神奇分子,在另一颗行星或小行星中同样会出现海底热泉。对此,一些天文学家怀疑这样的海底热泉可能正在木卫二冰层下面或土卫六的甲烷海洋中形成。
 

 

火星:地外生命的摇篮

  最近,由美国亚利桑那州立大学起源项目资助的一次跨学科、跨地质年代的关于孕育生命和生命摇篮的研讨会上,包括化学家、地质学家、生物学家、行星科学家以及物理学家在内的24位科学家聚集一堂,探讨了究竟是什么孕育了生命以及这种孕育生命的摇篮到底在哪里等问题。在整整一周的时间里,通过利用电子在一系列相互作用中的反弹等方式,会议室的屏幕上出现了一张张复杂的化学图表――图表中的一些元素和分子就好像在每年的感恩节中上演的古怪精灵,让化学家们感到如此的熟悉。
 
  通过在图表中标出的陨石、早期地球上的氧气增加以及古老的岩石,这些证据表明地球生命的存在已有35亿年的历史。而当地球变成适宜生命居住以来,它的年龄仅仅是十亿年。
 
  在一次有2400名的观众面前,科学家们专门讨论了生命的定义。用牛津大学进化生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)的话来说:“任何具有高度无法统计性的并朝着一个特定方向发展的事物就是生命”。或者,他们想知道是否生命的存在根本就不需要地球上的生物圈――一个相互依存的、全部基于DNA的网络。
 
  看来,地外生命的搜寻并不仅仅意味着美国宇航局(NASA)的高投入。NASA艾姆斯研究实验室的行星科学家克里斯·麦凯(Chris McKay)认为,寻找地外生命是一项值得探究的计划。麦凯是火星科学实验室(MSL)项目的参与者之一,该项目将于今年11月升空执行。
 
  按照麦凯博士的话说,在某些情况下迅速出现的复杂生命,“就如同智慧女神雅典娜是从他父亲宙斯的头颅中出生一样”令人感到新奇。而这些复杂生命的出现,重新点燃了弗朗西斯·克里克(Francis Crick)研究在太空中飘浮以及其他形式生命的热情,克里克曾是双螺旋的发现者之一。在这些天的会议讨论中,对于地外生命摇篮的最佳候选者被选定为火星――水曾经遍布过这颗星球。参加会议的一些人认为,火星上曾经出现的微生物或许搭乘小行星并通过小行星与地球的相撞而落在了地球上。当然,如果没有发生此类情况,那么火星上的微生物可能最终走向灭亡。如此,在火星上就能找到同地球生命形式一样的遗骸。
 

RNA:有着更多的用途

  麦基说:“我们对于火星的探测要远远超过其他星球――事情就是这么有趣。”而这次会议的组织者、物理学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)说,举行这次会议的目的是为了让众多领域的科学家聚集一堂、畅所欲言。
 
  英国剑桥大学生物化学家约翰·萨瑟兰(John Sutherland)说,在这次会议上,地质学家和天文学家们更感兴趣的是对于生命起源的探讨和猜测,而化学家们则把它作为“基础化学过程”的一个基本问题。究其原因,萨瑟兰博士解释道,那是因为“化学家们知道这不仅仅是一个探讨和猜测的问题,其复杂性远远超出了人们的想象。”
 
  曾一度认为的由RNA构成的生命世界的现代版可以让罗宾变成今天的蝙蝠侠,但现在认为,这种想法已经远远超越了人们对于生物学的认识――RNA有着更多的用途,它不仅能够存储诸如DNA的信息,而且能够使用这些信息进行催化反应。在解决先有鸡还是先有蛋的问题上,答案是RNA兼具这两种可能性。
 
  “如果你想用这种方式来思考生命,那么它就是一个非常简单的过程,”悉尼·奥尔特曼(Sidney Altman)说,他因为证明了RNA的这种双重特性而分享了1989年的诺贝尔奖。在这次会议上,让大家了解到的一件事情就是在进行这些听似十分简单的活动其所需要的化学机制是多么的苛刻。克劳斯说:“可能这就是为什么氨基酸和核苷酸是现在这个样子的原因。”
 
  萨瑟兰认为,在我们看似极其复杂的东西,或许在等待加入“生命之舞”的一个碳分子的眼中并没有那么的复杂,“旁观者眼中看到的永远是复杂性。”他曾历经了10年时间成功合成了四个核苷酸中的一个。
 
  一旦有了正确的混合物和条件,看似复杂的分子能够无需任何帮助就会聚集在一起。萨瑟兰说:“当一切尽在掌握的时候,生成RNA的化学过程也许会更加容易。”
 

文特:蓝色细菌菌落

  萨瑟兰的论点在这次会议上被认为是RNA世界的胜利。然而,美国应用分子进化基金会的斯蒂文·本纳(Steven Benner)认为仍然有很多工作需要做。他指出,没有人知道萨瑟兰的论点在地球的早期是否仍然奏效。此外,即使RNA是自然而然地出现,但它朝向达尔文进化论的正确顺序的几率似乎很小。
 
  包括天文学家和地质学家在内的一些人也对生物的必然性持有不同的观点。地球物理学家埃弗里特·夏柯(Everett Shock)认为,生命是地质学过程的一个自然结果,“绝大部分生命使用的是化学能”,这些能量会出现在海底火山口处。他估计那里的生命是用催化剂驱散来自于地球的热量,即在所谓的“丰厚交易”中,生命通过释放能量而不是消耗能量,进而使自己在热力学平衡中变得游刃有余。
 
  “生物合成是有利可图的――它必须是这样的,因为它们就生活在那里”,夏柯指着屏幕上的海底喷口的微生物群说。而参加会议的部分科学家则较为“保守”,他们的观点是,直到可以复制出自己后,他们才能真正地了解生命。
 
  在会议的最后一天,美国文特研究所所长、基因解码专家克雷格·文特(J.Craig Venter)描述了他尝试用一台计算机创造一个有机体的过程。
 

侃侃而谈的文特

侃侃而谈的文特

 

  利用邮购的DNA片段,文特博士和他的同事把一只山羊身上的寄生虫细菌中的部分基因序列“缝合”在一起,并移植到另一个细菌的细胞中,随后发现了一群能够自我复制的蓝色细菌菌落。文特为此将这一菌落称为未来可以移居其他星球的基因组。
 
  “如果这个基因以前真的不存在的话,那么我们将创造了宇宙胚种,”文特说。最后,他引用了著名物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)的一句名言来验证自己的观点:“如果我不能建造,那么我就不能够了解。”看来,文特的这一成果真的如他所言,那将是获得的第一个非达尔文突变过程的基因组。
 
 

资料来源 The New York Times

责任编辑 则 鸣