生命現(xiàn)象是一種有意識的自然現(xiàn)象,它的行為和特性主要由自身的因素決定,這與我們已經(jīng)認(rèn)識的非生命世界有極大的差別。 盡管如此,生命體內(nèi)部的化學(xué)組成并沒有任何特殊的地方,它們都由原子構(gòu)成,原子之間的相互作用遵從我們熟知的物理規(guī)律。生命與非生命唯一的區(qū)別是,構(gòu)成生命體的原子以某種方式結(jié)合成一些特殊的分子,由它們構(gòu)成的生命體除了能夠維持自身的存在外,還具有繁衍后代的能力。生物學(xué)研究告訴我們,生命體中的每一個(gè)分子都由大量原子結(jié)合而成。然而,原子相互接觸需要有一定的機(jī)遇,而相互結(jié)合則需要有合適的外部條件。因此,大量原子碰巧聚在一起形成一個(gè)生命大分子的機(jī)遇是極其微小的,生命不可能直接由原子聚集在一起形成。 一個(gè)簡單而且合理的猜測是,最基本的幾種元素的原子在一定的外界條件下結(jié)合成一些相對簡單的有機(jī)物小分子,然后通過漫長的化學(xué)演化過程產(chǎn)生出生命。原始地球上含有的幾種主要元素氧、硅、鈉、鋁、磷、氫、碳、氯和氮等,都是形成生命必不可少的元素,這些元素基本上以化合物的形式存在,它們的分子都是比較穩(wěn)定的,必須有外界的激勵才能發(fā)生改變,從而與別的原子分子結(jié)合成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 引起穩(wěn)定分子發(fā)生改變的主要激勵因素是來自太陽的紫外線。由于沒有游離的氧,紫外線可以直接到達(dá)地面。當(dāng)紫外線照射到一些簡單而穩(wěn)定的分子上時(shí),就有可能將這些分子分解成原子或者離子。當(dāng)被分解的原子或離子以另外一種方式重新結(jié)合時(shí),就會形成各種各樣從前并不存在的、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的分子。這些新產(chǎn)生的分子包括結(jié)構(gòu)較為簡單的糖類和磷酸鹽以及結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的核苷酸和氨基酸。除了太陽,雷電、放射性衰變、火山爆發(fā)和地震、流星和隕石以及宇宙射線帶來的能量,都為生命的誕生提供必需的能量。在原始地球的大氣層中,不存在自由的氧分子,新生成的有機(jī)分子得以避免被氧化而解體,然后沉入水底,又避免了被紫外線破壞。這樣經(jīng)歷了幾億年,有機(jī)分子慢慢地積累起來,以至在一些較小的水域中,它們的濃度會相當(dāng)高,分子之間接觸的機(jī)會就會相當(dāng)多。于是,若干個(gè)核苷酸就有可能連結(jié)成一條核酸短鏈,若干個(gè)氨基酸也有可能連結(jié)成一條蛋白質(zhì)短鏈。核酸短鏈能夠分裂成兩半,用它們做模板,將環(huán)境中的核苷酸收集起來構(gòu)成兩條與原來一模一樣的鏈;核酸短鏈還會收集環(huán)境的氨基酸,以自己為模板將它們連結(jié)成蛋白質(zhì)短鏈。蛋白質(zhì)短鏈也能夠利用環(huán)境中的糖與氨制造核苷酸。于是,在一個(gè)富含核苷酸和氨基酸的水域中,一旦有一條核酸短鏈形成,就會不斷地形成一模一樣的核酸短鏈和相應(yīng)的蛋白質(zhì)短鏈,直到環(huán)境中可資利用的有機(jī)小分子全部用完為止。核酸短鏈還會把未成鏈的核苷酸加入到鏈的末端,從而形成較長的核酸鏈和相應(yīng)的蛋白質(zhì)鏈。 “巨型的”分子鏈,生命就是由這些鏈連結(jié)而成的。 | 
在海洋的深處,生命很可能就是這樣形成的。 |
在這些生命的鏈條形成和演化的過程中,會產(chǎn)生出許多形式各異的鏈來。但是,那些在分裂和復(fù)制中能夠更有效地利用現(xiàn)有的簡單化合物做原料的鏈將更快地繁衍,最終就有可能演化出最原始的生命;而那些效率低的鏈將在漫長的演化過程中通過自然選擇作用被淘汰。
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