玻璃瓶中的生命起源

地球上最初的生命是怎样发生的呢？

这是一个自古至今人类都在探索的自然之谜。过去，人们认为生命是上帝创造的，这已被科学的发展所否定。后来，又有人提出，地球上的生命来自遥远的天体，是随着陨石或者借助光的压力来到地球上的。从现代科学来看，这种理论也是站不住脚的。

生命既不起源于超自然力，又不是天外来客，那么，地球上的生命起源问题就应当让地球自身来回答。

19 世纪后半期，科学家提出了一种生命起源的新理论。他们认为，地球上的生命是从地球上的非生命物质发展来的，但这是一个经历了几十亿年的漫长发展过程。在大约 50 亿年前，地球还是一个炽热的球体，温度很高，根本不可能存在生命。后来，地球的温度逐渐降低，由于强烈的火山爆发和地震的作用，大量气体，包括二氧化碳、甲烷、氨、水蒸气、硫化氢等，从地壳深处喷发到地球表面上来，形成了地球上最早的大气层。这种原始大气在

紫外线、闪电、各种宇宙射线等的作用下，化合成了一些有机物，如氨基酸、嘌吟、嘧啶、单糖等。经过漫长的演化过程，这些有机物逐渐形成了构成生命的大分子——蛋白质、核酸等，最后，由这些大分子形成了原始的生命。

这个理论提出以后，得到了大多数科学家的支持。然而这终究只是一种假设。我们怎样才能证明这个假设是否正确呢？生命起源大约发生在 30 亿年前，现在事过境迁，我们已经无法直接观察到它了；并且生命的起源是经历了几十亿年才完成的，要想在实验室里重演这一过程，也是不可想象的。因此，许多人断言生命的起源是永远不可认识的。可是，谁也没有料到，生命起源于无机物的设想，却被一位年青的研究生米勒通过模拟实验所证实。

米勒把一个特制的玻璃仪器抽成真空，再在 130℃下消毒 18 个小时以确保实验装置内不残留任何生命。他再用二氧化碳、甲烷、氨、氢气、水蒸气等组成类似地球原始大气的混合气体，并把它们通入实验装置。然后，在高压下进行火花放电，来模拟大自然中的电闪雷鸣和太阳辐射。就这样，米勒在实验室的玻璃仪器里制造了一个微缩的原始地球大气层。

一个星期过去了，米勒从仪器里提取样品进行分析，果然得到了氨基酸和其他有机化合物，其中有四种氨基酸与天然蛋白质中的氨基酸相同。

米勒的模拟实验成功地为我们展示了几十亿年前原始地球上生命起源的生动图景，有力地证明了原始生命是通过化学途径从无机物中产生出来的。

此后，科学家们相继采用类似的模拟实验研究生命起源的化学进化过 程。到今天，组成蛋白质的 20 种氨基酸和组成核酸的嘌呤、嘧啶、核糖等都已被合成出来了。1959 年，我国的科学工作者曾用类似的方法，合成了比较复杂的氨基酸。1965 年，我国的科学工作者在世界上第一次人工合成了结晶牛胰岛素。1981 年，我国科学家又人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，在生命大分子的人工合成方面做出了重大贡献。

我们把大自然中生命的起源过程称为原型，米勒的实验系统叫做模型。这种通过模型来间接地研究原型规律性的方法就叫做模拟实验。在科学研究和工程技术领域，模拟实验是一种经常被采用的重要方法。例如，在修建大型水库时，先按一定比例做一个小的水库模型；在设计超音速飞机时，先制造一个按比例缩小的飞机模型，在风洞中进行高速吹风实验；为了考察某种药物的疗效和毒性，必须首先在动物身上即模型上进行实验。在那些不易或不允许直接进行实验的情况下，模拟实验往往起着非常重要的作用。