地球生命的起源

直到大约40 亿年前, 地球上没有生命。没人知道生命的第一标志的确切的时期。

生命能够自我复制和进化。 四百年前, 意大利医师, Francesco Redi 对生命来自无生命的假设提出质疑。Francesco Redi 相信, 生命能只来自有生命的东西。瑞典化学家和诺贝尔得奖者，Svante A. Arrhenius ， 提出微生物可以通过载体，从一个行星被带到另一个行星。 这个载体就是是彗星和陨石。

几个世纪以来，人类对彗星和陨石的看法都是和灾难连在一起的。早在400 B.C ，中国人就描述了29 种彗星预言灾难。 亚历士多德的假设认为是彗星是神对人类的警告。20 世纪末, 彗星又充当了科幻电影里死亡和破坏性传说的角色。然而，彗星的威胁不仅仅是神话。现代科学显示, 巨型碰撞消灭了恐龙时代。大约十年前, 人们还在紧张地关注着彗星撞击木星。

彗星的主要成分是金属和岩石, 它携带有有机化合物。从陨石提取的有机物中含有80 多种氨基酸。这些氨基酸中，一些可以被活细胞使用制造蛋白质。 生命是乘坐彗星来到地球的吗? 许多科学家寻找了赋予生命的分子在一个另外来源。1961 年，休斯敦大学的研究人员提出了一种生命来自地球之外的理论。1979 年，美国航空航天局重新讨论这个理论。加利福尼亚的寻找地球外的智能(SETI) 的克里斯托弗·R. 凯巴, 证实了这一理论和主张：小彗星、陨石和星辰间的微尘从外层空间向地球运输行星的水, 大气气体，和地球外的有机分子。

多数科学家一直认为, 外层空间生命的残骸对生命在地球上的起源有贡献, 但他们不知道地球外是否有生命，以及生命的有机物是如何改变了对地球上的生命。 假如，陨石显示生命的证据， 火星的陨石会给地球带来生命吗? 火星陨石表面的裂隙中包含许多碳酸盐小球。这些小球包含微小的磁铁矿和硫化物。虽然陨石给地球，给整个太阳系，播下水和有机分子，但是生命直接地从火星到地球的拓殖似乎是不可能的, 既使火星上有生命。第一, 火星生命不可能耐受从火星到地球8千万公里旅行。第二, 既使微生物能忍受它进入宇宙空间时的冲击, 致命的辐射，和星际空间零度以下的真空，但是，长期旅行非常可能会毁坏它。第三, 根据从澳洲和南非古老陨石得到的资料， 地球生命在35 亿年以前甚至更早一定很茂盛。换句话说, 在生命诞生和地球外的有极分子的出现之间有一个狭窄的窗口期。只是在100 百万年或更早期，地球能安全地支持生命的存在。

我们现在知道, 地球的的表面每天有上百吨跨星星尘将从星际漂移下来， 象夜空里那些横跨夜空称为流星的微小的斑点。想像以下，彗星通过温暖的太阳系产生沸腾的气体和星尘, 地球的地心引力将它每年清扫入大地。在62,000 英尺的高空, 星际尘埃包含百分之五十的有机碳。因而, 星际尘埃每天给地球带来大约30吨的有机材料。

氨基酸是陨石中与生命最相关的碳含碳有机化合物。氨基酸分子存在在镜影手相结构 (chirality)。各自的氨基酸或采用左旋(L- 对应异构体) 或采用右旋的结构(D - 对应异构体) 。人们发现，地球有机体手相结构的起源，几乎专属右旋结构。 这是生命起源的一个谜。假设在早期的地球存在的氨基酸是两种手相结构混合物，生命的起源为何专属选择用左旋的氨基酸？除了在极罕见的情况下, 氨基酸在地球上的生物是采用用左旋结构的。为什么生命系统在地球上采用左旋 (L-) 氨基酸也是一个悬而未决的问题。

生命是在地球上起源的吗? O Stanley L. 米勒是设法回答这个问题的首位科学家。为了显示氨基酸在地球上是如何起源的, 50 年代初期, 米勒在他的芝加哥大学的实验室，在一个玻璃烧瓶中，用电火花模拟闪电通过简单的，富含氢分子的原始大气。几个星期后, 他发现反应液中产生了一些有机分子譬如氨基酸! 科学家认为,同样的生命的大事件也许会发生在海底，尤其当雷电交加的时候。当然, 生命的形成过程中仍有一个巨大的空白区,需要人们去认识：更复杂的有机化合物的形成、基因代码、新陈代谢, 和自我复制, 这些生命的定义是关键特征的起源。

科学家们设法从外层空间、火星, 和陨石收集样品。NASA 在2004 年2006 年飞行探测器从彗星2 收集星尘样品。2005 年，围绕彗星Tempel 1 旋转的卫星发射了一辆小车到彗星的岩石取样。美国航空航天局探测寻找火星土壤生命的标志的活动从未间断过。但是，既使生命有机体在地球外的行星和火星得到证明，那些有机体如何经历一次从它们形成的行星长期旅行，并在地球上安家，则又是一个三天三夜也说不完的科幻故事了。