谈生命的起源

地球上的生物种类繁多，形态各异。这么多的生物是怎样产生的？最早的生物又是如何产生的？换句话说，生物是如何起源的？对于这个问题，近年来进行了很多研究，已经提出了一个大致的轮廓。现在地球的环境条件与35～45亿年前的条件区别非常大。那时候没有氧气，主要成分是氢气、甲烷等，称为还原性大气。虽然原始地球大气缺乏游离氧，但除了甲烷、氢和氨之外，肯定还有其他气体。有人利用许多种其他的气体混合物进行前生物实验，结果产生了许多种复杂的有机化合物，包括组成蛋白质的20种氨基酸、嘌呤和嘧啶（核酸的组成物）、糖和其他组成生物大分子的物质。并且还能够合成氨基酸链（称为类蛋白）。但还没有人证明，前生物实验能够合成核酸。无论如何，这么容易合成最重要的生物大分子的组成物质令人惊异。有机化合物有成千上万种，最容易前生物合成的却是那些在生物合成过程中所用到的这些种（氨基酸、嘌吟和嘧啶等）。在前生物合成中，有机物的产生经常是大量的。从目前的自然放电量来估计，在地球表面要覆盖上1米厚的有机物质只需要10万年。假如前生物合成比这速率低得多，在前生物的水中也能溶解大量的有机物。
     有人估计大约达每立升1克的等级，相当于鸡汤罐头浓度的 1／3。这种原始的有机溶液，通常叫做前生物汤。这种前生物汤的浓度，作为生物大分子合成时还是太稀。什么使它变浓呢？可能是由于浅水港或湖中汤的蒸发；或者汤的一部分结了冰，汤可以在未结冰的部分浓缩，使有机物自发地形成胶体小滴，在小滴中可进行前生物合成。也许有机物被矿物表面所吸收。许多粘土矿物质是很普通的岩石的风比物，在海底底板上很丰富，已知它们是吸收有机物质的，而更易使大的链状分子集中。有活性的分子创造出来和变浓，并不能导致生命产生，除非还有某些机制，使这种有希望的分子比不太有希望的分子更能被保存下来和进行复制。这种机制就是自然选择。在当时的自然界中可能存在一种自然的样板，也许是粘土矿物质，在某种程度上可以控制氨基酸的顺序，这种样板可能具有一些基因的特性。卡恩—史密斯（A．G．Cairns—Smith）提出了一个方案：最早的基因是一些小的晶体，因为它们的矿物结构可以为蛋白质或类蛋白记码。如果有一种蛋白质正好与这种记码相符，这种蛋白质就可使其样板保持下来或增加数量。这种特殊的结晶体—蛋白质组合，就比其他化合物更能适应，就能变多起来和普遍起来，并能保持下来。在某个时候，核酸又加入了这个复合体的发展，产生了它们特殊的复制特性，然后核酸代替了这种结晶体的基因。最后一些酶群和其他大分子被包在膜内，就出现了原始细胞生物。最早出现的是类细胞生物，由此演化出原核生物，再到真核生物，最后到多细胞生物和复杂的生物界。