当前的几种生命起源理论都处于假说阶段

一、课本里的生命起源理论

高中生物学课本第二册里有“生物的进化”一章，其第1节讲生命的起源，其后各节讲生命的进化。第1节的题目为“生命有共同祖先的证据”，主要内容为：地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来的，其证据有三种，一是化石，二是胚胎学，三是细胞和分子水平的证据。

也就是说课本的这一节虽然是要讲生命的起源，但是只讲了其中的一点：地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来。我们现在所能了解到的几种生命起源理论，课本里并未介绍，这可能是体现了其严谨性，因为现有的几种生命起源理论均处于假说阶段。

二、生命起源理论分类

从近年召开的国际生命起源学术会议提出的研究论文看，当代关于生命起源的假说可归结为两大类：一是“化学进化说”，一是“宇宙胚种说”。

可查的资料里说：生命究竟是怎样起源的？这个问题存在着多种臆测和假说，并有很多争议，是现代自然科学正在努力解决的重大问题。现在学术界普遍接受的是由《物种起源》和米勒实验为理论基础的化学起源说。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现，人们对生命起源的问题将会有更深入的研究。

三、生命化学起源说

恩格斯在《反杜林论》中指出:“关于生命的起源,自然科学到目前为止所能肯定的只是:生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”

苏联生物化学家奥巴林于1936年出版了《地球上生命的起源》一书，提出生命化学起源说的起源过程包括：1、从无机小分子形成有机小分子，比如氨基酸；2、从有机小分子发展成有机大分子，比如蛋白质；3、由有机大分子组成多分子体系，具有了类似细胞膜的功能的边界；4、由多分子体系发展成原始生命，即一个原始的单细胞生物。

生命化学起源说目前又有四种主流假说，分别是有机化学的原始汤假说、分子生物学的RNA世界假说、无机化学的代谢和瞬态金属离子假说、ATP中心假说。

1）原始汤假说应该是最早关于生命起源较有说服力的一个假说，因为它真的通过实验证实，即米勒-尤里实验。这项实验模拟了早期地球的环境，他们在密封无菌的玻璃瓶中放入水，然后加入了当时认为的早期地球应有的大气成分，同时还制造了早期地球的高温和雷电的条件。在实验结束后，他们在这些完全由无机物组成的材料中发现了多种氨基酸。这个假说的首要问题是人们后来研究发现原始大气成分并不是米勒实验中的模拟大气成分，其实人们几乎无法准确知道原始大气的成分。其次是这个实验仅仅能够证明生命起源过程的第1步。第4步即从多分子体系演变为原始生命（即原始细胞生物）是生命起源最关键的一步，还未能在实验室里验证这一过程。从理论上讲，这一步的实质就是以蛋白质和核酸为主要成分的多分子体系，如何“由死变活”的问题，即新陈代谢和自我增殖能力是如何发生的？从生物学的角度看，这里有两个重要问题要解决：一是生物膜的产生，二是遗传机构的起源。

2）RNA世界假说，这个假说是由德国科学家曼弗雷德·艾根所提出，他认为生物最早起源于RNA，然后是酶，最后是细胞。现在大多数科学家都支持在原始生命形成的初期，RNA在生命当中扮演了极其重要的角色。根据这种“RNA世界”的假设理论，RNA曾经是原始生命中的关键性大分子，直到它的地位后来被DNA和蛋白质所取代，DNA和蛋白质可以比RNA更高效地工作。但是“RNA世界”的假设理论并不能解释RNA自己最先是怎样产生的，像DNA一样，RNA是由数以千计的小分子——核苷酸组成的，这些重复的小单元连接成链条，其组织形式特殊而有序。

3）无机化学的代谢和瞬态金属离子假说认为生命起源于温暖粘稠的黏土矿物中，这可以发生在海洋，也可以不是。该理论认为，一些黏土矿可以充当细胞的角色，它将有机分子和无机的金属阳离子吸附在上面，代谢在上面发生，最终演化出更复杂的生命。

4）ATP中心假说。虽然ATP（三磷酸腺苷）分子很早就被发现了，但其充电方式却一直是个谜。英国生化学家皮特·米切尔在1961年于《自然》杂志上发表了论文，认为ATP分子是靠细胞膜两侧的电压差来充电的。米切尔的论文发表后，一位名叫根特·瓦特豪瑟的德国化学家受此启发，首次提出海洋喷口很可能就是生命的起源地，因为这里具备天然的质子浓度梯度。1988年，一位名叫麦克尔·拉塞尔的美国地质学家在《自然》杂志上发表了一封简短的读者来信，首次提出“碱性热液喷口”才是真正的生命发源地。这类喷口不是海水和岩浆直接作用而成的，而是海水和地幔作用后的产物，其温度远较黑色热液喷口为低，更有可能诞生生命。英国伦敦大学学院的生化学家尼克·莱恩于2015年出版了一本书，标题叫做《至关重要的问题：为什么生命会如此？》。在这本书中，莱恩详细描述了米切尔那篇论文发表后发生的事情，ATP中心假说和米切尔的发现有着密切的关系。

上述化学起源假说的第3、4种的最大的疑点不在于其怎样成立，而是其无法解释的是，如果其理论成立，那么在其后的几十亿年的时间里，这种创造新生命的条件不能完全排除，那么就应该看到有新的生命起源形式的诞生，即使不是新型细胞，也应该有某种新型的蛋白质，因为DNA的序列决定了蛋白质的结构和功能。但是目前的化石证据没有发现这种迹象。通过DNA分析我们知道，地球上现存的所有生命都来自同一个祖先，科学家们称之为“卢卡”（Last Universal Common Ancestor，LUCA）。这是因为所有现存生命都共用同一套遗传密码，其基本的代谢模式也都是一样的。如果地球生命有多种起源，那就很难解释这个现象。

四、生命地球外起源说

一个科研团队借助超级计算机，对无机物在远古地球的大气成分下，偶然形成一个单个蛋白质的概率进行计算，他们设定只要无机物可以组成一个由150个氨基酸构成的小型蛋白质，就算一次成功，结果他们发现这个成功概率是10的164次方分之一。其后是估算自然界产生蛋白质需要的时间，实验团队给出了一个可以形成蛋白质的完美环境，他们首先让反应环境中充满了无数个构成蛋白质所需的20种氨基酸，然后他们给反应环境中提供了充足的能量，并且屏蔽了所有对反应不利的因素。结果让他们都吃了一惊，因为他们发现随机组合出一个蛋白质所需的时间是7*10^18年，如果你对这个数字没有概念的话，我们作个类比，宇宙的估算年龄是138亿年，这个7乘以10的18次方年是宇宙年龄的5600万倍，更可怕的是，这还仅仅只是形成一个蛋白质所需的时间，而一个单一蛋白质距离生命体还有非常遥远的距离，因为一个最简单的生物细胞中都至少含有300个蛋白质。

1969年一颗小行星坠落在澳大利亚，人们发现坠落的小行星上含有氨基酸，自此之后，科学家们陆陆续续发现很多小行星以及彗星都含氨基酸。近期，西班牙马德里天体生物研究中心宣称，科研人员利用射电天文望远镜发现了银河系中心的半人马座B2星系之中存在乙胺醇，乙胺醇是组成细胞膜的重要物质。

生命地球外起源说是可以理论自洽的，也就是可以完整解释得通的。①起源为地球外部，就没有了化学起源说的从氨基酸到核酸、蛋白质、多分子体系再到单细胞生物的种种跨越性问题，只有后续的生物进化过程了。②因为地球外部生命因子扩散到地球的几率也很小，所以只是几十亿年前恰好发生了一次，其后就没有了。也就符合生物学课本该章第一节所说的地球生命有唯一的共同祖先，时间点大概在30多亿年前（进化图示内容在课本该章第四节）。③虽然生命化学起源的概率极小、所需的时间极长，但宇宙的时间和空间都无限大，一切皆有可能。

五、总结

生命的外在形式虽然是细胞及其组合，而其内在本质类似于信息。在人类社会中的某个信息进行传播时，针对某一个传播节点，查找其传播的来源和去向是相对容易的，而要找到信息的源头则难度要大得多。虽然理论上生命必然有个起源，但是仅对地球而言，生命化学起源说的理论难点层出不穷，而生命地外起源说的理论难点小些、可能性更大些，也可能是更为实事求是的观点。