生命起源的各种新观点

三、生命起源的各种新观点

1.星际尘粒氨基酸合成与胚种论

近些年来，科学家从高空尘粒采样收集到多种氨基酸成分，它来自何方还不得而知。1999年美国密苏里大学天文物理学家Sorrell W.H提出星际尘粒合成氨基酸的新证据。通过毫米波排列（millimeter wave array ）观察发现甘氨酸在稠密的人马座（sagittarius钡2）星云中形成。如果这种观察是可靠的，这将改变今天分子空间形成的一系列问题。因为作为通常星云化学的气相反应制造是不可能的。实验室研究提供了一种新的范例，氨基酸和其他有机大分子在冰粒膜的大体积内在乙醇存在下，通过紫外星光的照射获得化学制造。频繁的化学爆炸过程将喷射出大量有机尘粒的碎片进入周围星云，大碎片经喷溅变成小碎片，最后通过光分离成各分子。因此，一定浓度（10¹⁰～10¹⁵／cm²）氨基酸将出现在气相中。一种可估量的有机分子能够存活下来播种原始行星，遍及银河系带有所必需的蛋白质和核酸生物前分子。

有资料表明，类似于Sagittarius B2形成星云是有机尘粒的巨大制造厂。这些颗粒具有厚的吸收冰层保护内在氨基酸和其他有机建材免受辐射伤害，即使冰层颗粒受热升华迅速发生相气又扩大凝聚，有机物也不会发生自由氧的伤害。星际氨基酸证明非外消旋特征，这将告诉我们紫外星光以园偏振光穿过亚星云冰粒膜内部合成所致，它可能选择性地淘汰了D型或L型分子。所以，构成生命蛋白质只由左旋氨基酸组成，为什么这样？有人解释：最初左旋氨基酸与右旋氨基酸可能在分子星云中等量形成，后来因为分子受到周围原始恒星释放的右旋园偏光紫外照射，右旋氨基酸被分解，左旋氨基酸过剩被组成到生命机体中来。

Greenberg（1993）提出地球生命史在46亿年前一次通过大量有机尘埃的太阳系螺旋臂区播种上的。Chyba和Sagan（1992）计算过有机物从陨石、彗星、小行星和星际尘粒（IDP）进入地球大气的沉积速率。他们找到40亿年前IDP沉积有机物的速率，R≤10⁹kg · a ，并推算出彗星、小行星、陨石的沉积率大于IDP10倍，地球的有机尘埃沉积总量在每次通过螺旋臂获得6 × 10¹⁵gm和3 × 10¹⁶gm ，粗略估计为今天生物产量的1%～10% 。因此，在地球形成到生命发生的10亿年间，总共通过几次，已有足够的星际有机物作为原始生物建材播种到这个星球上来。同样结论适用于火星上，其播种量约为1.0 × 10¹⁵gm和5.4 × 10¹⁵gm ，所以，胚种论能够解释地球和火星上的生命起源有同时发生的事实。

2.黏土、微气粒与生命起源

1983年7月美国格拉斯哥（Glasgow ）大学举办了一次黏土矿物质与生命起源（clay mineralis the origin life）专题科学研讨会。这次会议聚集了地质学、土壤学、矿物学、晶结学、地质化学、生物化学和化学等40多位学者参加，探讨了黏土矿物质在地球表面前寒武纪早期有机体生命出现中的作用，包括黏土结构的形成，黏土在早期地球和太阳系中的存在，黏土在碳氢化合物和含氮化合物形成的催化作用和原始基因编码作用。目前已知与生命起源有关的矿物有磁铁矿、黄铁矿（FeS ）和硅酸盐颗粒（橄榄石（Mg.Fe）₂SiO₄ ）。这里的黏土矿物可能来自宇宙尘埃在原始海洋的沉积。迄今每年落入地球的宇宙尘埃尚有300多吨，尘粒不到1毫米大小，大部由多层的铁、镍、钛、硅、铝、镁、氧化物组成，还有一部分尘粒由磁铁矿组成，这与地球的结构相似，他们还带有氨基酸成分。

2001年，据美国《气象协会通报》报道，由美国科罗拉多夫大学和英国牛津大学的NOAA合作研究组提出“生命起源可能始于微小气粒”（Origin of life on earth may have with tiny atmospheric droplets ）的新理论。科学家认为由海洋表面波浪产生的空气溶胶粒（aerosol particles），外表凝聚有机物的大小水泡易在空气中爆炸，基粒小颗粒飘浮在空中几天、几月甚至更长。它们的内含物暴露在更广泛的温度、湿度和阳光下，通过蒸发，简单有机物浓度变得更高，或许偶然与其他颗粒相遇，并因带有痕量金属，所以进行化学反应。这样，各种结合反应有助于形成更复杂的而生命必需的有机分子，如蛋白质和核酸。在早期大气缺O₂和O₃时将有助于这些过程发生。

3.热泉与生命起源

早在1980年J.Corliss等人就提出了“生命水热起源模式”，发现深海高温热泉水附近含有大量矿物与硫化物而形成了特有的嗜热、嗜硫细菌生物群落。随后，W.Borgeson等（2002）提出深海热液处的生命起源观点。因为，在那热泉附近存在早期生命之源的聚合物和自由能与其不同温度差的反应条件。根据星雨大撞击的时期，地球表面条件恶劣而地表深处环境稳定，并含有催化剂和自由能的微孔黏土环境，可能悄悄地演化着生命。现有的观察表明地层2000～3000米深处和深海热泉生存着甲烷、嗜铁和嗜热细菌而热泉口细菌能在383稠下形成。由此推测这类细菌是古老细菌的后代，而它们的祖先就在热泉口形成。

据最新研究，北美洲板块和亚欧大陆板块之间的分界处偏布断层、裂谷、火山和海底热泉地质活动非常频繁，因此也造就海底奇特世界。2011年5月间，英国摄影师马斯德斯（Alex Mustard）潜入了北美洲板块和亚欧大陆板块之间分界线。这里位于冰岛附近海域，他在80英尺深处拍摄了这些美丽的水下热泉照片（见前边图2-2）。马斯德斯说：“很多人来冰岛欣赏这里独特的火山地貌，这些地貌同样存在于冰岛的海底。”从这里喷出的温泉温度高达80℃，而周边的海水仅有4℃。