生命起源的七種理論

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地球起源

生命從地球開始已經過了三十億年之久,從最基礎的微生物到複雜琳瑯滿目的生命演化至今。

但我們唯一知道有生命的星球的第一個有機體是如何從原始湯(primordial soup)發展成現今的大地。

電火花 Electric Spark

閃電

電火花可以從大氣中的水、甲烷、氨和氫氣生成胺基酸和醣類,就像在1953年著名的Miller-Urey實驗所呈現的,表明閃電可能是地球初期創造生命從無到有的關鍵。經過數百萬年之後,更大且更複雜的分子可被形成。儘管之後有研究揭示起初的地球大氣層實際上是氫缺乏(hydrogen-poor),科學家們還是表示早期火山雲霧在大氣層裡可能含有甲烷、氨和氫氣氣,並且雲霧中充斥著閃電。

社群黏土 Community Clay

黏土生命

第一個生命分子可能在黏土中相遇,根據一位在蘇格蘭哥拉斯哥大學的有機化學家Alexander Graham Cairns-Smith詳盡的想法。這些表面可能不單單集中那些有機化合物在一起,但也幫助他們組織成很像我們現在的基因模式。

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DNA主要角色是存放那些分子應該如何安排的資訊。基因序列在DNA中是胺基酸如何安排在蛋白質中的基本說明書。Cairns-Smith說明礦物晶體在黏土中能去排列的有機分子成有組織的圖式。過一段時間,有機分子接管了這份工作並且自行組織了起來。

深海噴發口 Deep-Sea Vents

深海噴泉

深海噴發口理論認為生命可能從海底熱液噴口開始,噴湧出關鍵的富含氫分子(hydrogen-rich molecules)。這些岩石邊角能夠聚集那些分子在一起並提供礦物催化劑造成重要的反應。即使到現在這些噴發口依舊富含豐富的化學物和熱能,維持著活躍的生態系統。

寒冷地開始 Chilly Start

冰

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冰可能覆蓋海洋長達三十億年之久,而以前的陽光比現在要少三分之一。這一層冰可能厚達幾百英尺,可能保護在水面下脆弱的有機物免受來自宇宙紫外線和太空物撞擊的影響。冰冷可能也幫助這些分子的生存時間更長,允許了關鍵反應的發生。

核醣核酸世界 RNA World

RNA

現今的DNA需要的蛋白質來形成,而且蛋白質需要DNA去形成,所以他們沒有彼此怎麼可能形成?這答案可能是RNA,它能儲存資料就像DNA,可作為一種酶像蛋白質,而且同時幫助DNA和蛋白質的產生。後來DNA和蛋白質取代了這個“RNA世界”,因為他們效率更佳。RNA仍然存在,並在生物體內執行數種功能,包括充當某些基因的開關。現在的問題仍然存在於RNA一開始是如何來到這裡。而且雖然一些科學家認為分子能夠自發地出現在地球上,其他人則是說這是非常不可能發生的。

其他的核酸也和RNA一樣如此被提出,像是更深奧的PNA或TNA。

簡單的開始 Simple Beginnings

細胞

除了從複雜分子如RNA發展,生命可能是由更小的分子伴隨每種反應週期而相互反應而開始。這些可能被包含在簡單的類膠囊在細胞膜上,並且隨著時間反應功能優於較小分子的更為複雜分子進化而成,像是“新陳代謝優先(metabolism-first)”的模型,而不是“RNA世界”假說的 “基因優先(gene-first)”模型。

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胚種論 Panspermia

火星撞擊

也許生命的起源不從地球開始,而是從外太空其他地方帶來的。這就是著名的 “胚種論(panspermia)”。舉例來說,火星上的岩塊經常被太空撞擊物轟炸出來,而無數的火星隕石在地球上被找到而一些研究員提出爭議性的建議,說火星把微生物帶來,所以我們都是火星人。其他科學家認為生命可能從其他星系統搭彗星便車而來。然而,即使概念為真,生命從地球如何開始的問題只會變成生命從太空其他地方是如何開始的。
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來源: Livescience