化石“剥开”历史迷雾揭开生命之谜

早在 1828 年,维勒把氰酸铵加热,获得了尿素,首次从无机物制取有机物,这是研究生命科学的一次重大成就。

1959 年,米勒做过一个大气无氧条件下的试验,他用甲烷、氨、氢和水

汽混合成一种成分和原始大气基本相同的气体,放在密封玻璃瓶内,然后模仿原始地球雷电交加的自然条件,连续进行火花放电,经过 8 天的反复作用, 最后获得了 5 种构成蛋白质的重要氨基酸。60 年代以后,组成核苷酸的嘌呤、嘧啶等物质也可以进行人工合成。1964 年,我国人工合成胰岛素的成功,也是研究生命科学的飞跃,所有这些,都充分地证明有机物是从无机物变来的, 也正如恩格斯指出:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”(《反杜林论》)

大体说来,生命的演化途径是这样:⋯⋯→无机小分子→有机小分子单体→具活性的生物高分子(蛋白质、核酸)→最原始的生命形式→原核生物

(包括细菌和藻类)→⋯⋯

但是像达尔文当初研究进化论一样,仅仅从现生生物的比较解剖学、胚胎学等方面说明生物的进化那是不够的,还必须找寻化石作为实证。现在, 对生命起源问题的研究同样如此,除开必须进行大量的科学实验之外,还得从地层中找到实证的线索。

自从本世纪开始,古生物记录中的空白越来越多地充填起来了。其中有关生命起源问题的空白,从 60 年代以后,也陆续被许多科学家的发现给充填起来了。

对陨石,尤其是碳质球粒陨石含碳成分的研究以及从阿波罗宇宙飞船带回的月岩标本的分析,一般认为生命起源的重要初级合成是发生在地球独立成为行星之前,即在太阳系演变时期的宇宙环境中完成的。

在古老地层中古生物的硬体虽然不可能保存,但组成生物体的蛋白质经分解后形成各种有机质,即所谓“化学化石”,在地层中仍可保存下来。因此,分析太古代地层中的有机物就可以获悉生物起源的踪迹。如对南非、美国、加拿大 37~31 亿年前的太古代地层中所含的“化学化石”分析的结果, 获得不少有机化合物,包括各种各样的烃、类似石油的物质、脂肪酸、卟啉、氨基酸和醣,其中还有正常链烷,后者,据信是生物成因的有机物的特征, 它表明存在着类脂化合物。在这些古老的岩石中还找到异戊间二烯化合物或萜烯类,姥鲛烷(C19H40)和植烷(C20H42),它们也作为生物的标志,与叶绿素密切相关。有了叶绿素,说明原始的藻类已经出现了,也就是说,此时, 已经完成了从无机小分子到原核生物的生命逐步形成的 5 个阶段了。