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生命起源的兩個(gè)不可缺少的條件，一個(gè)是液態(tài)環(huán)境，另一個(gè)是天然的物理屏障。在遠(yuǎn)古地球上，科學(xué)家們已經(jīng)證實(shí)，在海底黑煙囪附近可以同時(shí)具備這兩個(gè)條件。那么，難道除了黑煙囪附近，就沒有其他地方也同時(shí)具備條件了嗎？在黑煙囪假說出來后的很長(zhǎng)一段時(shí)期，這個(gè)假說基本上處于壟斷地位，沒有與之競(jìng)爭(zhēng)的假說。直到 2015 年前后，科學(xué)家們又提出了另外一種截然不同的假說：在古老地球的火山附近，有著大量的熱泉和間歇泉形成的水池，這類水池干濕交替，不斷循環(huán)，它的熱量可以催化各種化學(xué)反應(yīng)，干旱期可供簡(jiǎn)單分子聚合成為復(fù)雜分子，濕潤(rùn)期則可以讓這些聚合物四處流動(dòng)。在這之后的干旱期，又能把聚合物困于細(xì)小的孔隙中，讓它們相互作用，甚至在脂肪酸構(gòu)成的囊泡中，進(jìn)一步濃縮，而脂肪酸囊泡正是細(xì)胞膜的原型。簡(jiǎn)單來說，他們認(rèn)為生命并不是起源于海洋而是起源于陸地。

對(duì)于同一種現(xiàn)象有不同的科學(xué)理論作解釋，這個(gè)在科學(xué)發(fā)展史上 那是太常見了。但是請(qǐng)大家記住，科學(xué)有一個(gè)最大的特點(diǎn)，就是看證據(jù)。決定一個(gè)理論的命運(yùn)，關(guān)鍵不是看某個(gè)權(quán)威的支持，或者也并不是看某個(gè)意識(shí)形態(tài)的支持，而是看證據(jù)，誰(shuí)的證據(jù)更多更好，那么誰(shuí)的理論最終就能勝出。那么支持生命起源于陸地的證據(jù)到底有哪些呢？加利福尼亞大學(xué)圣克魯茲分校生物分子工程系的戴維·迪莫，是最早提出陸地起源說的科學(xué)家之一。為了驗(yàn)證這個(gè)想法，迪莫前往了俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)堪察加半島上的一座活火山。這個(gè)地方熱泉和間歇泉密布，人跡罕至，是他們認(rèn)為最接近地球 38 億年前環(huán)境的地方。

迪莫隨身帶了一小袋粉末，粉末里面包含著一些常見的化學(xué)物質(zhì)，他們認(rèn)為，這些就是在地球的前生命時(shí)代能夠找到的原料。迪莫把這些混合物倒入一個(gè)翻滾的熱泉泉眼，在泉眼邊上出現(xiàn)了一圈白沫，這些泡沫中包含著無(wú)數(shù)氣泡，每個(gè)氣泡都包裹著原始湯中的化合物。如果這些氣泡在水池邊上干涸掉，它們里面那些挨在一起的物質(zhì)會(huì)結(jié)合成聚合物嗎？這個(gè)階段有可能為產(chǎn)生第一個(gè)生命打下基石嗎？迪莫回到自己的實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，來模擬這種陸地?zé)崛母蓾裱h(huán)的環(huán)境，他得到了一種較長(zhǎng)的聚合物，而且這種聚合物還被脂類物質(zhì)封裝了起來，形成了大量微小的囊泡，他把它叫做原細(xì)胞。盡管這還不是生命，但顯然也是通往生命重要的一步了。

每一輪干旱都會(huì)讓囊泡的脂類薄膜破開，讓囊泡內(nèi)外的聚合物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相混合，一旦重新被水浸潤(rùn)，脂類薄膜又會(huì)閉合，把成分不同的聚合物混合物封裹在里面。每一組混合物都代表一場(chǎng)自然實(shí)驗(yàn)，原細(xì)胞越復(fù)雜，生存下來的幾率就越大，那些適應(yīng)性更強(qiáng)的原細(xì)胞會(huì)存活下來，并把它們的整套聚合物傳給下一代，從此攀上進(jìn)化的階梯。這個(gè)模型就好像是一臺(tái)化學(xué)計(jì)算機(jī)，它啟動(dòng)了生命的功能，而這一切的開端，則是以聚合物形式隨機(jī)寫就的程序。2015 年 3 月的《自然化學(xué)》期刊上，也刊登了一篇支持陸地起源說的論文，英國(guó)劍橋大學(xué)約翰·薩瑟蘭的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，只用一些很基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)，加上紫外線的照射，就可以制造出最重要的生命物質(zhì)——核酸前體。也許構(gòu)成核糖核酸的化學(xué)物質(zhì)，沒有人們想得那么難以形成，或許事實(shí)是構(gòu)成其他材料的化學(xué)過程會(huì)更困難。薩瑟蘭認(rèn)為，早期的地球在陸地上的溫暖水池中，更利于這些反應(yīng)的發(fā)生。更重要的是，他指出，太陽(yáng)的紫外線是生命形成的關(guān)鍵因素，而它不能到達(dá)深海熱液噴口。

大家可能已經(jīng)感覺出來了，無(wú)論是迪莫還是薩瑟蘭的研究，其實(shí)都不是生命起源于陸地的直接證據(jù)，最多也只能說是，驗(yàn)證了一些他們的初步想法。但是我們的大自然是不是真的就是這么干成的呢？顯然光有實(shí)驗(yàn)室的這些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們還需要更多的證據(jù)。不過很快又有新的證據(jù)出現(xiàn)了，兩位來自澳大利亞的科學(xué)家，在澳大利亞西北部的一個(gè)叫皮爾巴拉的偏遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了一片古老的沉積巖層，它有 34.8 億年的歷史，被稱為德雷瑟組。在這層巖石中有一些橙白相間褶皺的巖石叫硅華，它們是地表火山口間歇泉的產(chǎn)物。他們發(fā)現(xiàn)，這些石頭里存在氣泡，是氣體陷入粘稠的膜中形成的。而這些膜很可能就是由遠(yuǎn)古的類似細(xì)菌那樣的微生物制造的。這些發(fā)現(xiàn)表明，那里很可能發(fā)生過迪莫在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)的那種干濕循環(huán)。

在 2017 年 5 月份的《自然通訊》雜志上，他們發(fā)表了這些證據(jù)。他們認(rèn)為，在德雷瑟地區(qū)曾經(jīng)被地?zé)嵯到y(tǒng)所主宰，那一定是密布著熱泉，顯然在這些地方，就肯定擁有生命起源所需要的那些關(guān)鍵成分，以及有組織的結(jié)構(gòu)。來，讓我們?nèi)ヌ皆L一下，德雷瑟地區(qū) 作為生命起源的一個(gè)候選地，它最令人興奮的地方就在于它的多樣性。要知道，在生命起源這個(gè)科學(xué)領(lǐng)域，多樣性就是生命的佐料。你別看現(xiàn)在的德雷瑟地區(qū)那滿是又干又硬的石頭，可是別忘了，在 30 多億年前的地球 那可不是這樣。像這樣布滿溫泉的地?zé)岬貐^(qū)，它擁有成百上千個(gè)小池洼，而每一個(gè)小水池中，它們的酸堿值，還有它們的水溫，都是不一樣的。在這些地?zé)岬貐^(qū)，化學(xué)成分也是千差萬(wàn)別，所以這些地方的化學(xué)反應(yīng)，那也是極為復(fù)雜的，而且每天都在上演著無(wú)數(shù)輪的干濕循環(huán)。所以在這種情況之下，不停交換的水池中的化學(xué)成分，還有異常活躍的反應(yīng)界面，以及這些間歇泉不斷的噴濺，導(dǎo)致水中的化合物，它們?cè)诜磸?fù)地交換。更何況，在這些間歇泉的地底下，還有一個(gè)四通八達(dá)的縫隙網(wǎng)絡(luò)。

如果我們做一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算就會(huì)發(fā)現(xiàn)，假如有 100 個(gè)這樣子的溫泉，那么每年都會(huì)產(chǎn)生至少數(shù)百萬(wàn)種不同的化學(xué)成分。我們要知道，到目前為止，生命起源的陸地?zé)崛f和深海黑煙囪說，它們都還只是科學(xué)假說，它們都還缺乏充分的證據(jù)。科學(xué)有一個(gè)最重大的特征，那就是，它們都可以自我完善和自我糾錯(cuò)。任何一種假說，你只要有了初步的證據(jù)，還有自洽的邏輯，那么都可以登上歷史的舞臺(tái)。那么科學(xué)又是如何自我糾錯(cuò)的呢？靠的就是“同行評(píng)價(jià)”和“證據(jù)為王”這兩種精神。所有的證據(jù)，都需要在同行獨(dú)立研究的情況下能夠復(fù)現(xiàn)才行。對(duì)于深海黑煙囪說和陸地?zé)崛f，現(xiàn)在我們要判斷它們誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)，顯然還有很長(zhǎng)的一段路要走。生命起源就好像是，一張由很多個(gè)圖案拼成的很大的拼圖，每一塊圖案該放在什么地方，我們現(xiàn)在并不知道，還有太多的世界未解之謎等待著我們?nèi)ソ獯稹?/span>其中最關(guān)鍵的一個(gè)問題就是，第一個(gè)能夠自我復(fù)制的分子它到底是怎么出現(xiàn)的呢？不過令人欣慰的是，科學(xué)正在幫助我們找到通往答案的道路，我相信總有一天，我們能夠自信地回答這些問題。

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