试验动物历史_科普之友

，这些富含能量的化合物，也是由太阳光能参与制造的。例如，三磷酸腺苷就可以合成。60年代中期，波南帕鲁玛试着进行了这个试验，他将腺嘌呤、核糖和磷酸根置于紫外线的照射之下，结果，它们开始连在一起形成含有一个磷酸根苷酸。将磷酸根的比例加大，随着照射时间的延长，结果它们勾连在一起，形成有3个磷酸根的三磷酸腺苷。1967年，波南帕鲁玛又以简单的物质合成了一种属于“卟啉”类的分子，而绿色植物中极重要的叶绿素分子也属于卟啉类，这就说明，植物也可以由其他无机物慢慢生成。至此，人们已经不怀疑在早期地球的海洋中，生命所必需的所有化学物质，都可以在紫外线的照射下通过化学反应被制造出来。确实，最初形成的生命或许太简单，以至于我们还无法称其为生命，或许它刚刚是为数很少的几种化学物质集合在一起，它们能导致某些变化，使得这种集合免于分裂；也许它能设法形成另一些与它相似的集合体。

“死”“活”不明

虽然在实验室里制成了许多种重要的化合物，但是，关于细胞是如何生成的这个问题，仍旧没有解决。没有哪类化合物完全靠它自身便成了活的，所有在我们看来活的东西，都是各种物质的混合物，这些物质靠一层薄膜保持紧密的联系，并以一种非常复杂的形式互相反应。比如一些病毒，它只是由单个核酸分子外包一层蛋白质壳组成。用现代方法研究生命起源问题的霍尔丹，也考虑着细胞是怎样形成的。他指出：油滴入水中时，油的薄膜有时会生成泡泡，泡泡中又包着小水滴。某些由紫外线能合成的化合物是油质的，与水并不相混，假如油质形成的小气泡恰好包住了蛋白质、核酸及其他物质的适当混合物，会发生什么情况呢？今天见到的细胞膜，可能就是由这种早期的油质薄膜发展而成的。

俄国生物化学家奥巴林做了进一步的深入研究，他证明：在溶液中的蛋白质有时会聚集成小滴，并在小滴的外围形成一种像皮肤似的东西。迈阿密大学的西德尼·福克斯认为：早期的地球一定是一个很热的行星，火山使干燥的土地保持一种蒸汽腾腾的状态，并使海洋近于沸腾。也许仅仅是热能，就足以使简单化合物形成复杂的化合物。为了验证他的这种假说，福克斯和考鲁·哈拉达开始以一种类似ⅰ型大气的气体混合物，使之通过一根热的管子。果如所料，至少形成了10多种氨基酸，它们恰恰全都是构成蛋白质的那些氨基酸，没有一种氨基酸是在蛋白质中找不到的。福克斯又惊又喜，做了进一步的实验。1958年，他以在蛋白质中发现的各种氨基酸为初始物，每种取一点儿，混在一起并加热。结果他发现：这些混合在一起的氨基酸，竟杂乱无章地聚成条条长链，很像蛋白质分子中的长链，福克斯称这些长链为“类蛋白质”，意为像蛋白质那样的东西。它们确实非常类似，胃液可以消化普通蛋白质，也可以消化类蛋白质；细菌可以在普通蛋白质中滋养生长，也能在类蛋白质中滋养生长。当福克斯将类蛋白质溶在热水中，然后使溶液冷却，他发现这些类蛋白质聚在一起，呈小球状，其大小与小的细菌相仿。福克斯感到十分吃惊，他称它们是“微球”。这些“微球”并不是活的，但是它们的行为有些地方却很像细胞，它们也被一种膜包围着。福克斯在溶液中加入一定的化学物质，就能使“微球”涨大或缩小，好似普通的细胞一样。“微球”也能萌芽，有时这些芽好像长大了、破裂了。微球可以一分为二，也能粘连成链。福克斯最后得出一个结论：由氨基酸形成的蛋白质装配成“微球”体，从而导致在原始环境中产生原始细胞，这些细胞又导致后来的核酸进化，最终产生自我维持的细胞。在类蛋白质存在可激发化学过程，进而导致这些微分子必需物的进化。他相信，类蛋白质从本质上来说可能是激发生命化学发展的活化剂。福克斯的研究得到了多数科学家的认同，波南帕鲁玛认为：“福克斯的工作是非常重要而有趣的，尤其是他那经加热而创造的具有生命力的微球体。……这种现象对于生命起源的研究具有重要意义，特别对偶然发生者容易获得。”波南帕鲁玛继续了福克斯的实验，又有新的进展，他说：“球体验证从外到内转移同位素的膜的特征，第一个细胞模型可能就是微球体。”1994年，南伊利诺斯大学的生物学家阿利斯托特尔·佩皮利斯经过实验也认为：福克斯的理论似乎是可能的。类蛋白质形成原始细胞膜，这些膜都具有生命细胞类脂膜的许多特征，这些初步的细胞壁包围着初生的原生质，它本身就是一种类蛋白质的原生质结构丛状物。这些膜能使小分子渗透，但不能使大分子渗透。在原始细胞表面，有时残留蛋白质将原始细胞连在一起，形成纤维状网状物。他断言：“这些类似细胞的早期单元物质是原始细胞，它们是原始生命的最小单元。”

古老的“化学化石”

自从霍尔丹以来，虽然上述对生命起源的猜想目前还有争议，但却都得到了实验室中小规模的实验和缜密推理的支持。如果向地壳的深处寻觅，也能寻出早期地球上确切情形的遗迹。科学家通过研究地壳中的化石，来探讨普遍的进化过程，这些化石是古生物的残留物，是它们的骨头和甲壳钙化而形成的石头。但是直到此时为止，科学家在深层岩石中找到的化石，最多不超过6亿年，再早一些还没有找到。也许在此之前，形成的生命过于简单，根本无法留下清晰的印记。阿尔贝逊认为：活的骨骼和甲壳含有蛋白质。一旦这些骨骼和甲壳被埋在地壳深处，经历数百万年，就变成了石头，可能会有一些蛋白质嵌入矿物薄层之间而留下来，或者，至少是分解成为氨基酸或氨基酸的短链而存留下来。果然不出阿尔贝逊所料，在60年代，科学家在年龄超过20亿年的岩石中，发现了微小单细胞生物的遗迹。哈佛大学的巴洪推测：在30亿年以前的早期地球上已有简单的生命形式。阿尔贝逊认真地溶解这些古代的残骸，并分析提取出来其中的有机物质，结果发现有氨基酸，而且这些氨基酸与存在于生物蛋白质中的一样，他甚至在一只可能达3亿岁高龄的化石鱼中找到了一些氨基酸。在阿尔贝逊进行研究取得上述成果的同时，卡尔温也正在寻找“化学化石”。卡尔温深知：在真正古老的岩石中，有机化合物原封不动地保存下来是不太可能的，比较软的部分会剥蚀掉，那些经久而蚀的可能是碳原子的链和环，其上连有氢原子。1961年，卡尔温从30亿岁高龄的古老岩石中分离出碳氢化合物，这些化合物分子结构复杂，很可能源于活植物体中的化学物质。哈佛大学的绍普夫也取得了成果，他在30亿年以上的岩石中探测出了22种氨基酸的痕迹，这些氨基酸可能就是原始生命的遗迹。看来，地球上出现生命并非怪事，只要有最初形态的化学物质和能源，它们便会自然地朝着生命的方向运动，因此，我们可以推论：生命也可能在任何星球上存在，只要那里有允许使生命存在的环境。如果是这样，在另外的星球上就可能存在着生命。虽然目前人类所到达的星球都没有生命，因为那里与地球不同，比如月亮上没有空气和水，水星和金星几乎是炽热的，火星以外的星球则是一片严寒，那里的化学物质与地球上的全然不同，但是，这并不能证明在遥远的星球上也不存在着生命。1968年，人类通过射电望远镜，在银河系各部分星星之间存在的尘埃云中，测出了水和氨的无线电波。第二年，又测出第一种含碳化合物——甲醛，以后，更多、更复杂的化合物被陆续测了出来，它们几乎都含有碳。英国天文学家弗雷德·霍伊尔指出：“在这种云层中，还可能形成小量的蛋白质和核酸，它们实在太小了，以至难以探测出来，但它们可以代表生命。”另外，从外层空间落到地球的陨石，有时也含有少量的碳水化合物。1969年，一块重达几吨的陨石碎片坠落在澳大利亚，波南帕鲁玛等著名科学家仔细地研究了这些碎片，他们发现陨石的物质组织包含有18种不同的氨基酸，其中6种是存在于生物蛋白质中的。虽然这并不意味着陨石中含有任何生物，但它表明：即使在没有生命的地方，通往生命之路的这些生物也是可以形成的。

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