自然发生说

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自然发生说 — 简史
尽管达尔文本人把焦点集中在物种起源上,一些科学家却试图把进化的理念运用于最早的生命,从而形成自然发生的说法。 1924年,俄罗斯生物化学家亚历山大•奥帕林提出活细胞是通过一系列的化学反应由非生命物质逐渐发展而来。根据奥帕林的说法,由于光照或其他能量的原因,存在于原始地球大气层中的气体发生反应而形成简单的有机化合物。这些化合物进而自我组合成日益复杂的分子,如蛋白质。接下来,这些分子将自我组织形成活细胞。

1953年,斯坦利•米勒和哈罗德•尤里检验了奥帕林的假说,他们通过实验来模拟原始地球的大气条件。在实验中,把水煮沸成蒸汽存在一个烧瓶的底部,然后通过一种仪器,与氨,甲烷和氢气相混合。然后,在冷却和收集仪器底部的混合物之前,让其经受50000伏电压。当米勒和尤里检查最后的焦油状物质时,他们发现了氨基酸,即生命的基石。

自然发生说 — 问题
遗憾的是,米勒证明自然发生说的可能性(即生命可能来自于非生命)的努力并没有如实模拟原始地球条件。例如,氧显然存在于早期的地球 — 但氧的存在禁止了有机化合物的发展。尽管我们需要充足的氧气才能生存,我们的身体还需要许多特殊的调整来安全地使用它。20世纪50年代,生命起源的研究者认为早期地球含氧量很低。然而,现在的地质证据表明,有相当数量的氧存在于地球最早的大气中。如果科学家现在所认为的存在于早期地球上气体按正确的比例应用,这样的氨基酸不会生产。

不过,让我们假设米勒的实验忠实再现了早期地球上的条件,实验是否有效?另外一个主要困难是,这样的实验不能产生正确的氨基酸种类。氨基酸以镜面异构体存在。换句话说,有左手型(L型)氨基酸,也有右手型(D型)氨基酸。组成生命蛋白质的氨基酸是左手型的,但在米勒的模拟中,混合物里产生的左右手氨基酸的量相等。所有已知产生氨基酸的自然机制产生的左右手氨基酸的比例大致相同。我们假设某个已被发现的自然机制确实可以分离出生命所需的左手型氨基酸,但L型氨基酸如何与适当的链条(肽键)正确排列而形成蛋白质却仍是不解之谜。即便从完全是左手型氨基酸原液中获取单一的蛋白质的也是困难重重。

但是,让我们假设,不仅发现了一个可以分隔出生命所需要的左手型的自然机制,而且还发现了一种具有神秘力量的能形成蛋白质的汤。要形成一个活细胞需要数百的精确协调的蛋白质。我们还需要制造脱氧核糖核酸,核糖核酸,细胞膜,以及其它化学化合物主体 - 更不用说把它们安排在正确的位置来各司其职了。

自然发生说 — 结论
显然,从米勒—尤里的实验要得到一个没有任何物质过程指导产生的生命细胞,需要把一个不可能建立在另一个不可能之上。 基于这个原因,迪恩•凯尼恩正确地总结说:“这是一个大问题,你如何能从一片微小的原始海洋中收集到数百个不同的你所需的建立自我复制的循环系统的分子化合物。”

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