Primordial soup and the life from Mars theory

1953年，博士生斯坦利·米勒（Stanley Miller）進行了一項看起來非常古怪的實驗，他必須說服他的導師哈羅德·尤里（Harold Urey）讓他嘗試一下。他在美國芝加哥大學的實驗室工作，將蒸氣注入甲烷、氨和氫氣的混合物中，以模擬地球早期的大氣。然後，他模仿閃電進行放電，並使混合物反應一周。

米勒分析了燒瓶中產生的液體，發現了五種胺基酸——碳基化學物質，還包括氧和氮等元素，是蛋白質的組成部分，而蛋白質是我們所知的生命所必需的。

這個具有里程碑意義的實驗符合查爾斯·達爾文在給朋友的一封信中所描述的概念：「但是如果（哦！多麼偉大的如果！）我們可以在一些溫暖的小池塘里受孕，那裡有各種氨和磷酸鹽，燈光、熱、電等，表明蛋白質化合物已經化學形成，準備好進行更複雜的變化。

然而，儘管溫暖的小池塘——通常被稱為「原始湯」——可以支持從氨基酸到蛋白質，並最終複製含有DNA 的細胞的想法很有吸引力，但很快人們就意識到，巨大的鴻溝將米勒-尤里實驗與任何可能的途徑（甚至是最簡單的生命形式）區分開來。

生命的起源仍然是個謎。即便如此，已經有幾項研究結果公佈，為生命可能的起源方式提供了誘人的線索——有跡象表明一些重要的組成部分可能起源於外星。

地球上的生命始於RNA

關於生命如何從湯中出現的一個流行理論是，它始於 RNA（核糖核酸），這是一類非常長的分子，其結構與 DNA 相似。 2009年，英國曼徹斯特大學的一個團隊宣布，他們在一項涉及簡單化學物質和類似於古代地球上可能存在的條件的實驗中創造了RNA的組成部分之一。「我們最終得到的是分子編排，」《自然》雜誌文章引用的主要作者約翰·薩瑟蘭說道。

正如生命起源研究的典型工作一樣，一些科學家對這項實驗持批評態度，該實驗與米勒進行的實驗相呼應，但更為複雜，涉及加熱水中分子、蒸發水以及用紫外線照射分子等步驟。薩瑟蘭並沒有被嚇倒，他說：“我的最終目標是通過一鍋實驗獲得一個生命系統（RNA）。”

今年8月，華盛頓大學的一個科學家小組報告說，他們已經找到了原始細胞形成的方式，這進一步支持了自我複製RNA是地球上生命的前身。他們的實驗涉及將脂肪酸的有機化學物質與 RNA 的組成部分結合起來。在某些情況下，脂肪酸會形成含有結構單元的微小肥皂袋。也許產生 RNA 的化學反應發生在類似的袋子裡。

但科學家計算出，RNA 分子的隨機演化可能需要極長的時間才能達到現代的複雜程度。上個月，美國北卡羅來納大學的查爾斯卡特發表了一項研究結果，顯示酵素可能加速了這個過程。他的實驗是基於重現古代酵素之類的東西，並表明這些東西顯著增強了翻譯遺傳密碼所需的反應。

火星可能適合化學來啟動生命

另一位生命起源化學家、美國韋斯特海默科學技術研究所的史蒂文·本納 (Steven Benner) 表示，在古代地球上組裝 RNA 是非常困難的。他在八月的一次會議上發表講話時提出的結果表明，硼和鉬礦物可以顯著幫助這一過程。但三十億年前，地球太潮濕，大氣中的氧氣太少，這些礦物質無法足夠普遍且以正確的形式存在。

相反，本納認為火星具有正確的化學成分，生命可能是透過火星隕石來到地球的。「證據似乎越來越多，顯示我們其實都是火星人；生命起源於火星，並透過岩石來到地球，」他說。

Benner 發表演講幾天后，發表了一篇論文，該論文就「磷酸鹽問題」得出了類似的結論——涉及對 RNA、DNA 和蛋白質至關重要的磷化合物。在早期地球的水中，這類化合物很少，但火星的磷酸鹽更易溶解且含量豐富，使這顆紅色星球看起來成為更好的生命苗圃。

很有可能，在來自火星的隕石中發現了微生物化石。其中最著名的隕石在 1996 年成為世界新聞，當時美國太空總署科學家大衛麥凱認為，微小的結構是比任何已知細胞生命都小的生命形式的化石。三年前，包括麥凱在內的一個團隊報告稱，在其他火星隕石中發現了豐富的類化石結構。然而，懷疑論仍然普遍存在。

來自小行星的隕石是生命成分的另一個超凡脫俗的來源。它們富含氨基酸等有機物質，這些物質可能是在彗星撞擊衛星或行星時形成的。去年四月一顆流星落在加州上空後，亞利桑那大學的研究人員收集了碎片進行研究。起初，他們很失望地發現幾乎沒有有機分子。然後，他們採取了不溶性材料，並在類似於熱液噴口周圍的條件下將其烘烤六天。

「你瞧，這顆隕石留下了我們從未見過的東西，」團隊負責人桑德拉·皮薩雷洛告訴 新科學家。有長分子鏈可以形成支架狀結構。可能是這種腳手架而不是肥皂袋捕獲了有機分子，從而導致了生命的產生。

關於生命起源的猜測似乎還會繼續。但人們一致認為，已知最早的生命可以追溯到大約 37 億年前。上個月，英國研究生安德魯·拉什比宣布，隨著太陽的老化，地球將在 17.5 億至 32.5 億年內變得過於炎熱和乾燥，無法維持生命。因此，雖然現在還沒有必要恐慌，但如果地球人想要生存，他們就必須找到一種方法來殖民宇宙的其他部分。