三生命的起源与进化

　　（一）“地生说”和“宇生说”

　　认识人类必须认识人类的起源，即人类从哪里来的问题，而要认清人类从哪里来，必须认清生命从哪里来，即地球生命起源和进化的问题。

　　自拉马克和达尔文创立生物进化论以来，生命起源的“神创论”已为科学界所摈弃，19世纪出现的所谓“自然发生说”，也为巴斯德的科学实验所否定，而“化学进化说”以其科学性和可实证性，日益为人们所接受，逐渐成为一个多世纪以来生命起源科学探索和发现的主流，并不断取得越来越丰富的理论成果。

　　到目前为止，“化学进化说”可区分为“地生说”和“宇生说”，前者认为地球生命源自其自身的物质演化，后者认为地球生命的种子来自太空；二者均具有相当的实证，亦均具科学性合理性。

　　现代生命起源理论的地球自成说认为，生命起源于地球本身，是地球物质自身演化变化的结果。天文学家早已证实，地球诞生于47亿年前，大约在45亿年前后，地球由炽热而冷凝的过程中，地壳与原始大气层和原始海洋开始形成。在火山喷发和剧烈的地质活动中，原始大气层中氢气、氨气、甲烷、水蒸气和二氧化碳等，在强宇宙射线、紫外线、火山爆发和雷电的作用下，会生成氨基酸、核苷酸等有机分子；1953年，这一过程由美国芝加哥大学研究生米勒在实验室中模拟成功。有人认为这些小分子有机质会随同原始地球猛烈的降水效应落向地面，并不断随流水向海洋汇聚；由此，原始海洋中的有机质浓度越来越高。又由于此时的海水温度极高，有机质在其间会产生所谓的化学反应的“热汤效应”，有机小分子会相互碰撞、聚合生成蛋白质等有机大分子；对此，福克斯的氨基酸混合脱水模拟实验获得初步的成功。而有机大分子间再行相互作用演化聚化达成有机性多分子体系，有机性多分子体系再行演化聚化达成新陈代谢和生殖性，生命即告诞生。对此，奥巴林曾用蛋白质和多糖混合进行模拟实验，他获得具有明显膜结构选择透性和类新陈代射性的团聚体小滴，向人工合成生命有机体的目标前进了一大步。由此，生命起源于海洋中，原始海洋中的微生物是海水中在漫长时空背景下积累积淀的有机、无机物质，在特定的理化条件下，由简到繁由无机到有机由小分子到大分子进化基础上产生的观念，广泛为科学界所接受而日益深入人心。

　　不过亦有学者认为，原始海洋中不会普遍形成所谓的“有机汤”，或者说普遍存在理想的生命起源的“作坊”，这样的情形仅会出现在原始海洋的局部之特殊的小环境中。20世纪70年代科学家在深海洋底相继发现多处所谓的海底热泉，即所谓的“黑烟囱”，为生命起源于这样的“热泉”环境提供了有力的佐证。科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉，这些热泉附近生活着众多而繁盛的生物群落，如管栖蠕虫、蛤类和细菌等。其中最低端者为自养型细菌，其机体可利用热泉喷出的硫化物（如H2S）的能量还原CO2而制造有机物，其他异养型生物则以这些细菌为食，并且都能够适应此种高温、高压、缺氧、偏酸而无光的极端环境。而生物学家所发现的古细菌，不仅其基因结构显示为生命进化最早期最原始的特征，而且大都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中。这样的环境，与地球形成时的早期环境极为相似。因此，部分学者认为，热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉生态系统是地球早期孕育生命的理想场所。

　　美国霍普金斯大学的地质古生物学家斯坦利（S.M.Stanly，1985），为“海底热泉”起源说的推动者。他认为在洋中脊，深海烟囱与炽热岩浆直接连通，温度高达1000℃，使周围海水沸腾，形成独特的陡梯度热泉环境。“黑烟囱”的滚滚浓烟里富含金属、硫化物，热水中富含CO2、NH3、CH4和H2S，这是一个既有能量又有生命起源所必需的物质的还原环境，并且因温度递降形成一系列化学反应梯度区，有机化合可以在这里连续发生。由H2、CH4、NH3、H2S、CO2经高温合成氨基酸，继而硫和其他复杂化合物形成多肽、核苷酸链，形成类细胞体的合成物；这些成分在高热作用下聚化合成了硫细菌。鉴于现代深海生成硫细菌的事实，斯坦利推想，在太古代绿岩带一定存在类似于现代深海洋中脊的地质条件，存在深海烟囱，生命化学合成将会在那里发生，生物有机高分子在那里缩合而成，原始生命在那里诞生。美国加利福尼亚大学分子生物学家詹姆·莱克在大洋底黑烟囱附近找到了在黄石公园热泉里生存的嗜硫细菌，为海底烟囱热泉生命起源说提供了证据。

　　也有人认为：原始地球火山活动频繁，形成局部高温缺氧地区，使得这种小环境中的水湾里的有机质，因浓度增加相互缩合形成大量的氨基酸和核酸。当水湾因高温蒸发干涸时，氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物，后由雨水搬运到海洋，氨基酸自我装配形成蛋白质。这样，就为生命起源提供了所需的有机分子。

　　“宇生说”则认为地球原始生命或其构造所需的有机材料，来自外空。有人认为彗星是一种很特殊的星体，或与生命的起源有着重要的联系。彗星中既含有冰块，也含有气体和挥发成分。根据光谱分析，主要是C2、CN、C3与OH、NH、NH2、CH、Na、C、O等原子和原子团。这说明彗星中富含有机分子。1990年，NASA的Kevin.J.Zahule和DaidGrinspoon对白垩纪－第三纪界线附近地层的有机尘埃作了这样的解释：一颗或几颗彗星掠过地球，留下的氨基酸形成了这种有机尘埃；并认为在地球形成早期，彗星也会以这种方式将有机物质像下雨一样洒落在地球上，而这，就是地球上的生命之源。

　　英国著名科学家、加的夫大学教授钱德拉・威克拉马辛赫认为，第一批“生命种子”在38亿年前从太空驾临我们的地球。外太空的微生物搭乘彗星来到地球，而后不断繁殖进化并最终导致人类的诞生。他发现的证据显示，人类以及地球上其它所有生命的起源都可追溯到搭乘彗星来到地球的外星生物。在彗星撞击地球之后，它们开始在这颗蓝色星球上生根发芽。

　　近年来，地球生命源于火星“感染”说日渐盛行。有人认为在太阳系形成初期，地球、火星均处于炽热之熔岩状态，但地球体积远大于火星，因此，在其冷凝过程中火星可比地球提前五千万到一亿年，率先达到生命起源所需要的温度；而火星早期的大气等各种理化条件与地球早期的条件相近似，不仅有生命构成所需要的有机质，很有可能同样有生命起源所需要的水环境。如果是这样，火星物质将在化学进化演化的道路上领先地球一步，率先合成生命构成所需要的蛋白体，并有细菌微生物诞生。同时，在45至38亿年前，为太阳系陨石最密集而多发时期，受其撞击，火星上会有碎块产生成为飞往地球的陨石，会将火星上的有机质甚至是微生物带到地球。而这一时期，恰与地球生命起源的年代相吻合。1984年，科学家在南极“艾伦岭”所发现的“84001”号陨石，经鉴定，其不仅来自火星，而且在其中发现了“多环芳香烃”这种或许由生命体生成的有机成分，为火星起源说提供了支持。