谁说生命诞生离不开水.docx

谁说生命诞生离不开水写了一封信,信中对生命摇篮的推测和描述至今还回响在我们耳边。他经过一番深思熟虑后认为, 只要在湿润环境下布置好适当的材料, 再给一点点光照、热量或电火花刺激, 就可以通过单纯的化学反应创造出生命。地球上的无生命物质如何、又在哪里转化为生命物质?目前我们还拿不出切实的证据来回答这个问题。从达尔文时代起, 另外一些生命起源的假说也开始流行起来, 有人说生命诞生于海底热液黑烟囱旁, 有人说是在冰川中, 有人则认为是在地球那充满辐射的首片海滩上。如果硬要我们选的话,恐怕大多数人还是青睐原始汤假说。这么多年来, 我们已经列出许多更详细的配方, 用以展现早期地球怎样“煨炖”出有机小分子、有机小分子再怎样搭建复杂生命基石( 如氨基酸、 DNA 、 RNA 等)的可能过程。这个过程除了需要正确的化学物质外,还需要温度和阳光,可能还要来几道闪电,此外,也是最重要的, 还需要水,因为水是构成碳基生命所必不可少的溶剂。不过在斯蒂文· 本纳( Steven Benner ) 看来, 上面的描述都是骗人的童话。他说: “我们总以为水的性质对生命来说很理想,其实恰恰相反, 水是具有腐蚀性的。”本纳是美国佛罗里达州韦斯特海默科技研究所( Westheimer Institute of Science and Technology ) 的一名化学家, 已经在合成生物学的前沿领域工作了 30 年。而合成生物学本身,就是想在试管中重新构建出让物质具有生命活性的化学条件。本纳并不是一个人, 随着水的破坏效应渐趋昭显, 许多研究者不禁要问: 是时候挤掉生命配方中的水分了吗? 我们这颗行星地表的 70% 都被海洋所覆盖,我们身体重量的 60% 都被水所占据。几乎没有生命能长期脱离水而生存。对地球上的生命而言, 水是能溶解有机分子、支撑有机反应的完美媒介, 有了它才能完成生命活动的核心过程。但这个“完美溶剂”也是个大麻烦。生物大分子不仅仅是“溶解于水”这么简单, 水分子中富含电子的氧也会攻击这些大分子, 让它们变得七零八落。本纳说: “眼下你身体里一个个细胞中的 DNA 正以每秒好几次的速度丢失着氨基基团, 这都是拜水所赐。”生命只有通过化学反应不停修修补补,才能聪明地维持自身大分子的完整无缺。湿漉漉不好办可惜地球上的首个生命没时间开发出这类修补策略。在深入人心的“ RNA 世界”理论中, RNA 被描述成第一种能够自我复制的分子,也是今天以 DNA 为遗传物质的生命的先驱。与 DNA 类似, RNA 是由核苷酸组成的。核苷酸是一种复杂的有机大分子, 由碱基和核糖这两种较简单的成分组成。数十年的研究表明, 在水中合成核苷酸其实是件很棘手的工作。每个独立的小环节都是好好的,它们却无法顺畅地衔接。本纳说: “目前我们还停留在这么一种阶段:把第 7 步的产物刮下来,小心翼翼地舀进烧瓶后才能开始第 8步。”如果没能在合适的时间将合适数量的各种分子舀进去,那就只能得到一团粘乎乎乱糟糟的东西。 10 年前, 本纳取得了一项突破。他证明硼酸盐( 这类矿物中含有不同比例的硼元素和氧元素)可以在核糖搭建过程中充当脚手架。如此一来, 这一步化学反应就成为了一种不需要人工干预的过程, 更有可能自然发生了( 参见《科学》杂志,第 303 卷, 196 页)。但是怎么把核糖接到碱基上仍不得而知,直到