生命,无处不在

地球上生命的起源似乎越来越不可避免——或者真的是这样吗?

对于致力于了解生命起源的科学家来说,这段时间是激动人心的。在火星陨石中可能发现的微生物化石已经引起了公众的关注;另一项引人注目的近期研究表明,地球上可能在远早于先前认为的时间就出现了生命。 这些工作使得现代科学中最引人入胜且最棘手的辩论之一更加尖锐:生命是一种非凡的异常现象,还是自然规律可能甚至必然的结果?

一方是像英国天文学家弗雷德·霍伊尔这样的科学家,他曾宣称,从无生命的化学汤中出现活细胞的可能性,就像龙卷风穿过垃圾场组装出一架747飞机一样。我们称他们为“概率论怀疑者”。 另一方是“必然论者”,他们认为生命的起源是基本化学过程的合理结果。“我的猜测是,生命可能并没有那么罕见,生命的起源可能也没有那么不可能,”牛津大学的必然论者理查德·道金斯在他的最新著作《攀登不可能山》中评论道。

必然论者最喜欢的一个论点是,地球形成于45亿年前后,生命在地球上出现的迅速程度。生命开始得越早,它就一定越不可避免——论点是这样认为的。因此,必然论者对最近发表在11月7日《自然》杂志上的报告感到非常鼓舞,该报告将地球生命存在的时间推回到了至少38.5亿年前。


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这一发现来自一个国际科学家团队,他们在格陵兰岛海岸附近的阿基利亚岛的岩石中发现了他们认为是生命化学痕迹的东西——碳同位素,其比例是活生物体的特征。这些岩石的年代经测定为38.5亿年,是科学界已知的最古老的岩石。

此前,最古老的生命证据是来自澳大利亚一个岩层中的化石微生物,该岩层有35亿年的历史。这个新的、更早的日期尤其重要,因为一些证据表明,在此期间,地球仍然是一个地狱般的地方。在20世纪80年代后期,研究月球陨石坑的地质学家得出结论,直到大约38亿年前,月球,以及推断出的地球,一直受到陨石的持续轰击;一些撞击地球的陨石据推测足够大,足以摧毁任何生命。

伍兹霍尔海洋研究所的约翰·M·海耶斯指出,如果生命确实在这个时代存在,它不一定是现代生物的前身;它可能被陨石撞击消灭,然后在其他地方再次出现。 但海耶斯在《自然》杂志上对新发现的评论中宣称,任何类型的生物有机体在38.5亿年前的存在都表明,生命的发展速度“惊人地快”。

必然论者 斯图尔特·考夫曼,圣塔菲研究所的生物化学家和复杂性理论家,认为生命是一种稳健的现象。

事实上,这份报告,以及其他科学家在去年八月备受瞩目的宣布,他们在火星陨石中发现了可能是生命化石遗迹的东西,都暗示生命是一种稳健的,甚至是普遍存在的现象。至少,这是像斯图尔特·考夫曼这样的主要必然论者的论点,他是一位生物化学家和圣塔菲研究所的复杂性理论家。

然而,“概率论怀疑者”的立场仍然有一些相当重要的事实支持。首先,地球上38.5亿年前存在生命的证据——就像火星上古代生命的证据一样——仍然存在。 这些主张基于对化学痕迹的微妙且可能模棱两可的分析。正如多位研究人员指出的那样,非生物过程可能在两个世界都产生了这些推定的化石遗迹。

此外,地球上生命的基本统一性(最值得注意的是,所有现代生物都共享相同的基于DNA的遗传传递机制)表明,生命在地球的整个历史中只在这里出现过一次。没有证据表明任何其他类型的生命曾经独立发展,即使是短暂的一段时间。

概率论怀疑者 诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克曾感叹,生命的起源似乎是“一个奇迹”。

尽管现代生物技术拥有极其强大的工具,但科学家仍然无法在实验室中将无生命的物质转化为生命。 诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克在思考这个问题时,曾感叹生命的起源似乎是“一个奇迹,要使其运转,必须满足如此多的条件”。 作为部分解决方案,克里克在他的1981年著作《生命本身》中提出,最早的生物可能是由智能外星人带到地球的。 当然,这个答案只是将生命起源的问题转移到宇宙中某个尚未知但可能更有利的环境中。

克里克的论点呼应了瑞典物理学家斯万特·奥古斯特·阿伦尼乌斯在一个多世纪前提出的所谓“宇宙胚种论”假说,他认为地球生命的种子是从宇宙其他地方漂移到这里的。 阿伦尼乌斯的孙子,加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的古斯塔夫·阿伦尼乌斯,继续研究着他的祖先如此着迷的问题:他领导了分析阿基利亚岩石的团队。

古斯塔夫·阿伦尼乌斯既不拒绝也不坚持他祖父关于生命起源的理论。 他对生命概率的整个问题也持不可知论——或缺乏信念——并指出,根本没有足够的证据来解决这个问题。 例如,他认为,月球数据并不能最终证明地球在38亿年前一直受到陨石的轰击; 在那个时期遗留下来的少数地球岩石中,没有明显的严重撞击迹象。 因此,地球很可能在形成后不久就适合生命存在了。

阿伦尼乌斯希望未来的火星任务可能有助于解决关于“后期轰炸”情景的问题。 这些任务还可以确定微生物生命是否确实曾经在那里扎根——或者它是否仍然存在。 然而,目前的火星探路者号和火星全球勘测者号任务是开拓者,它们无法直接寻找生命; 进行必要实验所需的机器人探测器还需要十年或更长时间才能问世。 阿伦尼乌斯说,至少在那之前,“必然论者”和“概率论怀疑者”之间的辩论仍将是“纯粹的猜测”。

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