生命的起源与进化

第七章　生命的起源与进化

当我们认真注视这个五彩纷呈、生机盎然的世界时，总是不由地感叹造物主的伟大与精巧。然而我们身处的这个美丽多彩的世界，真的是造物主如孩童般一时兴起，随手捏造出来的吗?早期人类在对自然的理解过程中，认为我们的世界是由女娲、上帝或奥林匹斯山上的诸神等神话中的造物主根据自己的意念和意愿造就而成。这类由神话故事和宗教思想构成的生命起源神创论(Creationism)曾经盛行了数个世纪，而流传最广的是《圣经》中的上帝创世说。随着科学的发展，人们意识到神创论缺乏科学依据。

既然我们的世界不是造物主的恩赐，那么我们的世界又从何而来?我们身边形形色色的生物又是怎么形成的? 19世纪前曾在世界各国以各种形式广为流传的自然发生说(spontaneous generation)认为，生命是无生命物质自然发生的。如我国古代的腐草为蝇、腐肉生蛆，古希腊的泥土变鱼、麦生小鼠等。17世纪，意大利医生雷第(Redi F)将两块高温灭菌的肉分别放入灭菌的广口瓶中，一个封口，一个不封口。经过数天后，发现封口瓶中的肉未生蛆，而敞口瓶中的肉生蛆。雷第通过实验证明较大的动物不能自然发生。19世纪中叶，法国微生物学家巴斯德通过“鹅颈瓶实验”证明微生物也不可能在其他有机物中自然发生，而只能来自微生物，从而彻底地否定了自然发生说。

生命从何而来?地球上多样的生物如何形成?各类生物之间有什么联系?对这些问题，神创论和自然发生说都不能给予很好的回答，人们对这类简单而复杂的问题的追寻要继续进行。20世纪初，有学者认为宇宙一直有生命的胚种，以孢子的形式存在，直至生命孢子掉落到地球，地球才有了生命，从而形成了生命起源的宇生说(panspermia)。如1993年7月的第十次生命起源国际会议上，有人提出，彗星携带“生命的胚胎”掉落地球，为地球提供了生命诞生的原材料，陨石上的氨基酸、有机酸的发现也貌似为其提供佐证。但是，生命如何穿越对生命致死的宇宙空间进入地球，陨石携带氨基酸与蛋白质氨基酸不同等问题，使这一观点不被接受。目前广为接受的观点是化学进化说(chemical evolution):认为在原始地球条件下，无机物可以转变为有机小分子，进而转变成生物大分子，最后出现原始生命。这一学说，从表面看来，与自然发生说好像相似，其实不然。自然发生学说认为生命由非生命物质直接而迅速产生，而不是由非生命物质经化学途径逐步演变而来。目前已有大量的事实表明，化学进化的过程是可以实现的，如星际分子的发现，深海海底黑烟囱处众多生物的发现等，而最著名的莫过米勒实验。本章将围绕生命的化学进化、生物进化，进化过程中的重大事件等对生命的起源和进化进行阐述。