地球生命从哪里来？宇宙几乎不可能自然产生，但生命就在这里

零度2017

前言
地球上原本没有人，那么第一个男人和女人来自于哪？
其实，这个问题的本质是生命的起源，生命来自于哪里？到底能不能自然产生？
这个是全世界科学家都在思考的一个问题。从古至今，无数科学家就探究生命的起源，列举了大量的假设。
但是直到今天，关于生命从何而来，也没有争出个是非对错。
在这个过程中，主流的生命起源假说有三种：

生命起源之谜尚未破解

生命起源的三种假说
首先是神创论，在科学尚不发达的过去，人们将生命的来源归于上帝的创造，因为在《圣经》故事、中国古代神话中，都有神创造人的一个情节。
更有甚者说，人类是由高等生物创造，并投放在地球的试验品。但是这种观点是唯心的，没有任何科学依据。



基督教认为上帝创造了人类

毕竟没有人见过上帝，以及所谓的高等生物。另外在假设中，我们是由它们创造的，那他们又是谁创造的呢？
第二种假说叫天外来物说，他们认为我们地球的生命来自宇宙，通过陨石撞击地球，为地球带来了生物起源所必须的氨基酸。

陨石撞击地球带来有机物

这一说法并非空穴来风，在2020年，哈佛大学天体物理学家马尔科姆·麦基奥，带领团队在陨石中发现了蛋白质。该陨石于1990年在撒哈拉沙漠中被发现。2022年四月，日本学者又在陨石中，提取出了两样构造生物必须的氨基酸。
至此，地球生命体中的五种碱基都在陨石中发现，要知道，氨基酸、蛋白质是生命构成的最重要物质。既然能在陨石中看到这个复杂有机体，那就证明生命确实有可能是从宇宙中来的。



陨石中包含复杂有机体

但相比于上帝创造说、天外来物说，自然进化说似乎更能赢得人们的认可。
人们早期关于生命自然进化而来的观点，是通过观察自然现象而得出的。那时候人们更加认同的观点，准确的来说应该叫自然发生说。
最早支持自然发生论的人是亚里士多德，亚里士多德认为物质是自然发生的，甚至还给各种物质的来源编制了一个目录。我国古人很早就发现腐草成萤的现象，因此也认同自然发生论。

17世纪一个叫赫尔蒙特的比利时医生，在一个箱子在放进一个衣服和小麦，21天后就发现有老鼠在啃食小麦了，此后他就宣布生物是自然生成的。




赫尔蒙特的实验

这种实验和假说虽然荒唐，但是也助推了人们探索起源的进程。
直到1859年，生物自然进化说才得到了科学的解释。英国生物学家达尔文发表《物种起源》指出生物是由单细胞到多细胞，从简单到复杂、由低等到高等，通过漫长时间进化而来。

后续的地质考古中的化石挖掘也证实了这个猜想，但是达尔文只解释了“生物是如何进化的”，并没有说生物进化的源头是怎么产生的。我们目前已知的最早的生物，是距今约30亿年前的细菌，那这个细菌是由谁进化而来的呢？

化石证明了生物的演变

对于这个问题，达尔文有个“原始汤”的假说
认为早期地球大气包含着一系列宇宙射线、紫外线、闪电等能量源。然后在释放能量的过程中，将地球表面的无机物转化为氨基酸等有机物，在持续的作用下，最终形成早期生命的过程。

原始汤

也有科学家认为，原始汤的存在，是由于海底火山产生的热液。
1977年科学家柯力斯在海底火山周围，发现形形色色的生物种类。因为海底火山热液中，富含丰富氢气和微量矿物元素，而有些海底的温度甚至能达到7–10℃。与早期地球生态环境较为相似。



海洋热液

这些发现，为自然生成说提供了更加充实的证据。
米勒实验：生命自发论的有力证据
为了证明自然环境下，地球能够自发产生生命。1953年，美国学者米勒做了著名的米勒实验，该实验采用水、甲烷、氢气、氨气，在通电的情况下进行循环。



米勒实验

经过一周的时间，米勒成功提取了四种氨基酸，而这些氨基酸中就有构成生物的氨基酸种类，这一重大实验成果直接为自然进化说提供了支撑。
在米勒实验问世的几十年内，不断有人质疑这个实验的科学性。
例如，有人会质疑米勒实验中没有加入氧气，因为氧气会直接氧化氨基酸。也就是说在现存的大气环境下，不可能通过无机物自然生成有机物。

但是在地球的早期，地表并没有很多氧气，就好像现在的火星、月球一样。而当时的氧气对于氨基酸、蛋白质等有机物来说，可能是一种剧毒的气体。

在后续蓝藻的大量爆发后，地球上的氧气含量才在不断攀升，而生物也逐渐进化出，通过吸收氧气来进行能量转换的功能。

蓝藻爆发后氧气大量产生

同时也有人会说仅生成几组氨基酸，并不能证明生物是自然产生的。因为生物体内氨基酸种类有20种，生成一个蛋白质需要400个氨基酸。
从氨基酸到蛋白质再到细胞，这样过程过于复杂。这中间如果是自然生成，那么需要多么大的巧合，才能走完这样的过程，氨基酸成为实现进化的几率小到实现不了。



氨基酸很难自发生成蛋白质

但是，地球在诞生50亿年间，其自身的演化内容本身就具备很大的基数，并非只是一个氨基酸的演化。
而且生物的进化不能只靠机械的概率来判断，生物也会进行累积进化，即根据现有进化路径如果适合生存就保留，如果不适合则舍弃。这种不断摸索进化的过程，会节省很多数学概率所推断的演化过程，也让进化的速度大大提升，直至出现生命。



累积进化

2021年，《科学报告》中的发表了一篇全新的研究。质疑米勒实验中，玻璃容器的性质会加速实验发生。他们通过替换玻璃容器，并在这些容器中加入碎玻璃，与米勒实验原有器材进行对比，证实了玻璃会加速形成有机生命体。



实验设计示意图

但是这对于“米勒派”学者来说，这一发现，反倒证实了米勒实验的科学性。因为地球表面，90%的物质成分为硅酸盐，而地表就好像实验中的玻璃一样，对有机生命体的形成起了加速作用。