对生命的探索

对生命的探索

1953年,芝加哥大学化学系一位青年学生斯坦利•米勒曾产生过一个当时被许多人认为是荒诞的想法：世界上基本物质中的矿物元素能不能必然产生生命？要是米勒没有大胆地进行实验,这个一时受到嘲弄的被叫做“不可思议的”设想恐怕只能永远成为人们争论的话题,最多也只不过是一个理论的东西。

斯坦利•米勒的设想和实验似乎过于简单,因此,人们的怀疑是可以理解的。米勒设想,把构成我们星球的原始的矿物质放在一个庞大的试管里进行实验。这些矿物元素有甲烷、氨、氢以及水。米勒排除了种种干扰,勇敢地开始了探索。他在试管里把这些无机物质混合在一起,然后向试管通电,放出电火花。大家知道,40亿年前构成地球的所谓“原汤”上空,经常发生强大的雷雨。经过一个星期的操作,米勒停止了实验。当他仔细观察试管时,发现底部有一种淡红色的奇异物质。米勒又惊又喜,立即对这种物质进行了化验分析,结果证明是氨基酸。大家都知道,氨基酸是生命的要素。当然,米勒从无机物质中没有创造出生命来,但他发现了一个化学程序,可能会导致生命的出现。要知道,米勒的实验只用了一个星期的时间,而地球上却经过了40亿年才出现生命。

应当说,是前苏联生物化学家奥帕里涅于1924年提出的一个具有革命性意义的假设,才导致了米勒天才的实验。奥帕里涅对地球上出现生命的过程做过如下描述：40亿年前,在太阳紫外线的作用下,地球表面出现了第一批氨基酸,这些生命的原始物质掉进了海洋,便形成了所谓的“原汤”。随着时间的推移,生命的原始物质不断地进行结合,其结构越来越复杂,最后就产生了生命。这位苏联生物化学家认为,他的这个描述并非是想入非非。他自己曾观察到,在注入大量溶剂的浓胶状的溶液中,蛋白质很容易结合起来。米勒的发现极大地震撼了科学家的心灵,米勒以实验证明,一定物质的化学结合,必然会导致生命的出现。这个理论使生命是自发地和例外地出现的学说顷刻间瓦解了。

继米勒之后,诺贝尔化学奖获得者梅尔文和卡尔文又把实验推进了一步,他们用回旋加速器发射的电子来代替紫外线。后来,另一名科学家福克斯又对“原汤”的各种条件进行了模拟实验。40亿年以前,火山爆发向地球表面喷吐出大量的火焰,熊熊燃烧着的岩浆直接流入海洋。福克斯把模拟的“原汤”同岩浆接触,然后加热,使温度升到107℃,同时加进17个氨基酸分子。得到的结果表明,生命是必然出现的,因为福克斯的实验产生了类似多肽的物质。换句话说,他获得了由几百个分子组成的氨基酸链。从此就形成了一门新学科：生源说。自1953年以来,实验室的实验越来越复杂了,科学工作者人工制造出了越来越高级的氨基酸和分子。1970年,人们竟研制成了脱氧核糖核酸分子。

在取得这些新发现的同时,天体物理学家们也在宇宙空间找到了各种各样的分子。随着这些新的发现,也出现了一门新的学科：天体化学。这完全是一门崭新的学科,它产生于20世纪70年代。的确,天体物理学家们1972年在宇宙间发现了24种分子,而在1977年又找到了45种分子。

1977年5月23日,天文学家雅克•勒凯向法兰西科学院介绍了在宇宙间发现的新的分子,即由9个原子组成的分子：C₂H₅CN。这个宇宙化学的新证据是默东天文台于1977年5月22日分析得出的,它表明宇宙中会产生越来越复杂的化学反应和化学结合。

不过,有人曾经认为,除原子和粒子外,宇宙不会孕育出别的东西来。可是,事实恰恰相反,科学家们发现了越来越多的化学成分十分复杂的物体。有人甚至认为已经发现了由83个原子组成的卟啉分子,但至今没有得到证实。业已发现的相当高级的分子在宇宙的生命发展中起着重大的作用。它们像蘑菇的孢子一样驾着宇宙的风或坐着冰冷的彗星迁居到各个星球上去。一些科学家认为这是十分可靠的假设。结论是：像地球上一样,化学反应在宇宙里似乎必然会导致一个越来越复杂的结构,这个结构又必然会导致生命的出现。