世界上第一個生命是怎麼產生的?或者說是DNA或RNA是怎麼產生的?

在一個文章里看到這樣一段話「地球形成不久之時,火山遍布,大氣稀薄,整個地面處於強烈的紫外線之下,雲端的電離子不斷引起風暴。在這樣的作用下,瀰漫在空氣中的分子相互作用,以極其微妙的比例互相影響,分割,然後排列結合,產生了最初的一個DNA,它是地球上所有生命的起源。它的合成幾率就像龍捲風捲起了一堆廢鐵然後落到地上組裝成了一輛汽車一樣。」這個說法靠譜么?


根據RNA world的理論,一開始先是RNA既作為遺傳物質又作為催化物質,隨後才出現了結構更穩定的DNA取締RNA的位置作為遺傳物質。最初這個想法的指向性證據是發現了具有自我催化能力的RNA核酶(剛開始發現這個的時候做實驗的那個孩子總是以為實驗沒做好,裡面摻了蛋白質,因為此前從未有人發現RNA具有催化能力)。近年,大家又給出了RNA自我複製的可能性機制。去年,劍橋大學Sutherland實驗室發現紫外線+HCN(氫氰酸)+H2S(硫化氫)就可以形成RNA前體,同時類似條件下還可以形成氨基酸和脂肪,因此有可能生命體所需的基本物質能在短時間內形成(Patel, Bhavesh H., et al. "Common origins of RNA, protein and lipid precursors in a cyanosulfidic protometabolism." Nature Chemistry 7.4 (2015): 301.)。早期的地球據推測就有大量的氫氰酸和硫化氫,再次支持了RNA作為早期生命體關鍵性分子的可能性。總的來說,這是目前的主流猜想,這個發生在過去的事情不可能被證實,只能依靠強有力的證據把大部分其他可能性否定掉或者有大量證據都指向一個假設,使其成為主流觀點。


這是化學起源說,該理論認為地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其複雜的化學過程,逐漸地演變而成的。最終,以生化系統和遺傳系統的建立為標誌的細胞得以誕生。

化學起源說認為這一過程分為四個階段:

第一個階段

從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的。需要著重指出的是米勒的模擬實驗(米勒實驗_百度百科

在這個實驗中,一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。

米勒實驗證明了從無機小分子生成有機小分子的階段在原始的地球環境下是可以實現的。

第二階段:

從有機小分子物質生成生物大分子物質。

這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下(如黏土的吸附作用),通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。

第三階段:

從生物大分子物質組成多分子體系。

前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體(團聚體_百度百科)假說,他將明膠水溶液和阿拉伯膠水溶液混在一起,在顯微鏡下看到了無數的小滴即團聚體。後來發現蛋白質與糖類、蛋白質與蛋白質、蛋白質與核酸相混,均可能形成團聚體。奧巴林把磷酸化酶加到含組蛋白和阿拉伯膠的溶液中,酶就濃縮在團聚體小滴內;再把葡萄糖-1-磷酸加到溶液中,後者就會擴散進入小滴並被磷酸化酶聚合成澱粉。

第四個階段

有機多分子體系演變為原始生命,包括以生化系統和遺傳系統的建立為標誌的細胞的誕生。

這一階段是在原始海洋中形成的,是生命起源過程中最複雜和最有決定意義的階段。

不過,這個關鍵的階段還沒有辦法通過實驗加以證明,當然如果能通過實驗加以證明就不是獲個諾貝爾獎那麼簡單的事情了,這是在創造生命啊!

雖然化學起源學說還有很多方面沒有得到實驗的有力證實,但是卻是普遍被人們所接受的一種學說,希望不久的將來能夠被進一步證明吧。


這曾經是一個很老版本的生命起源理論,但是現在最新的研究表明,它有可能是不對的。

以下是除上述理論外,其他一些看上去很有可能是對的理論:

科學松鼠會

科學松鼠會

科學松鼠會

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RNA不是太空中的病毒帶過來的么?


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