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生命进化简史图,我们或许真是从石头缝里蹦出来的

生命进化简史图,我们或许真是从石头缝里蹦出来的这些“烟囱”其实是海底的火山口喷出的大量高温物质与冰冷的海水形成的景象。大量金属硫化物源源不断喷出,和无机物反应合成有机物,滋养着这个繁荣程度不亚于热带雨林的深海生态系统,关键源泉并非来自阳光与大气,而是靠地球深处的物质与内热。科学家恍然大悟,原来“原始汤”的秘方,不在天上,而在深海炼狱之中。1977年,一艘潜艇潜入了群岛附近的深海峡谷,然而在阳光难以染指的谷底,科学家发现这里耸立着无数巨大的“烟囱”,烟囱附近生机盎然,除了蟹类、章鱼,还存在大量让人无法理解的生物。随着人类对月球不断深入发现,科学家提出了至今为止最拟合的月球起源假说——撞击成因说。44亿年前,现今的地月系统之间除了“原地球”(如今地球质量的9/10),还有一颗大小与火星相似的“原月球”,它们之间发生了碰撞。在引力作用下形成了如今的地球,但还有大量物质抛洒到了地球周边,它们环绕着地球,最终慢慢聚合成了月球。原球之间的撞击会摧

在人类探索生命的起源过程中,经历了神秘主义、机械论、活力论,如今神秘主义甚至古老的灵魂论,还大行其道,那么我们到底从何而来?

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第一条裂缝被打开,但曙光并未降临

木星是太阳系中最大的行星,质量大,引力就大,意味着从它诞生之初就牢牢锁住了身边的一切物质,基于此很多科学家认为木星大气成分就是太阳系混沌初开的大气成分。

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1953年,米勒尤列为了探索生命的起源,用模拟原始大气成分,闪电,海水,地下火山等等,造出了“原始地球”。短短一个星期左右就反应生成了以氨基酸为首的大量有机物,称之为原始汤,但还有很多问题没有解决,最为关键的是有机物是如何自发地组成生命的?

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生命的发展是以千万年为单位的,我们等不了原始汤“酿”上那么多年。况且,酱油、酒等物质中也有大量有机物,酒可以越放越值钱,但是酒不可能放着放着生出个“娃”。薛定谔在《生命的本质》中描述“生命与负熵为食”,意味着物质想组成生命体,维持本体需要从外界不停地汲取能量。而原始汤中的有机物自发形成高度复杂、有序的生命是与“熵增定理”相悖的,这就像室温下,热水会慢慢变凉,不可能自发地从环境中汲取热量升温,除非利用电能加热。显然生命的发生也存在一种内在的驱动力。

更大的质疑声——月球形成假说

随着人类对月球不断深入发现,科学家提出了至今为止最拟合的月球起源假说——撞击成因说。44亿年前,现今的地月系统之间除了“原地球”(如今地球质量的9/10),还有一颗大小与火星相似的“原月球”,它们之间发生了碰撞。在引力作用下形成了如今的地球,但还有大量物质抛洒到了地球周边,它们环绕着地球,最终慢慢聚合成了月球。

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原球之间的撞击会摧毁地球原始大气,并且引力太小难以收回,意味着米勒尤列的实验基础废掉了。

海底之下的生命曙光

在太平洋中央突兀地耸立着一座岛屿——加拉帕戈斯群岛,这里生存着大量与其他地方不同的诡异生物。

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1977年,一艘潜艇潜入了群岛附近的深海峡谷,然而在阳光难以染指的谷底,科学家发现这里耸立着无数巨大的“烟囱”,烟囱附近生机盎然,除了蟹类、章鱼,还存在大量让人无法理解的生物。

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这些“烟囱”其实是海底的火山口喷出的大量高温物质与冰冷的海水形成的景象。大量金属硫化物源源不断喷出,和无机物反应合成有机物,滋养着这个繁荣程度不亚于热带雨林的深海生态系统,关键源泉并非来自阳光与大气,而是靠地球深处的物质与内热。科学家恍然大悟,原来“原始汤”的秘方,不在天上,而在深海炼狱之中。

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石头缝中的驱动力

科学家发现火山口附近的岩石中存在大量的孔洞,更为惊人的是这些孔洞大小竟然与生命细胞存在微妙的相似。岩石疏松的结构就像一块海绵一样,使这些孔洞有了天然的物理屏障。

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原本火山口喷出的碱性物质与酸性海水会形成暴虐的带电粒子流动,然而“海绵作用”阻隔了离子肆无忌惮地侵入孔洞,孔洞内部与外界出现了稳定的粒子溶度差异,能量源源不断、有序的流入,这就是逆转熵增的那个驱动力。

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如今地球上有机物代谢的核心反应(ATP—ADP),依然是40多亿年前我们在火山口石头缝中学会的技能,然而如今我们早已不是那个岩石细胞,而是由细胞膜代替,形成电势梯度。

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开启传承

驱动力的作用下,岩石孔洞中,大量物质数亿年孜孜不倦地随机合成着各种大分子有机物。每个火山口都有数以亿计的孔洞,海底火山口又遍布大洋深处。如此随机堆量的情况下,某时某刻一个孔洞中合成出了一种可以汲取周围有机物复制自己的有机物大分子——RNA。

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RNA开始扩张抢占其他坑位,复制过程中因为缺少原材料、温度等其他因素,它有时会出错,即变异,于是合成出了各种有用无用的蛋白质大分子,后来更稳定的DNA出现,RNA退居二线,辅助DNA合成蛋白。

蹦出石缝

稳定的生命框架DNA、RNA、蛋白等大小分子就此形成,往后的数十亿年中,一切生命都是在这个基础框架下横向发展。在偶然的变异中,岩石细胞合成了不溶于水的脂质,并把生命框架封装了起来,最关键的是它可以主动平衡内外粒子浓度差,意味着生命终于可以离开岩石,开启新的征程。

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