引 言
什么是生命？
地球上出现了什么东西，我们就可以说那是“生命诞生”呢？
为了说明这个问题，我们必须首先搞清楚什么是“生命”以及什么是“非生命”，也就是说，必须要有一个关于生命的定义。日本“生命起源和进化学会”前会长，横滨国立大学的小林宪正教授对此有如下说明：
“关于生命，在研究者之间并没有一个一致认同的定义。我个人的看法，非生命和生命的区别在于，非生命会随着时间流逝而毁灭；生命虽然也会随着时间流逝而毁灭，但它能够在毁灭之前增殖，因而从外部看，没有毁灭。”
生命能够按照自己的样子制造出子子孙孙。
生命的这种功能叫做“自我复制”。比如说办公室里的计算机，它能够复制文本，却不能够复制计算机自身。然而，阿米巴虫却具有复制自身的这种功能。
正是由亲代生成子代的这种过程维持了“物种”的繁衍。在此过程中，从亲代向子代传递了一种物质，那就是携带着遗传信息的“DNA”（脱氧核糖核酸）。
不仅如此，生命还具有维持“个体”的能力。
我们吃进食物，消化淀粉得到糖，消化蛋白质得到氨基酸。细胞吸收了糖和氨基酸，燃烧糖获得能量，利用氨基酸合成出自己所必需的蛋白质。
正是依靠这一系列过程，我们才能够维持住我们的身体不致毁坏，健康地度过每一天。这一系列过程，在生物学上叫做“代谢”。进行代谢必须要有一些能够促进化学反应（催化）的蛋白质，这些蛋白质叫做“酶”。
探索生命的起源，其实就是探索生命的这两大功能—“自我复制”以及“新陈代谢”是如何出现的。
构成生命的复杂分子
复杂而巧妙的细胞真的是自然产生出来的吗？
在无人的海边捡到一块手表。
拾到这块手表的人会想，“大概是谁掉在这里的吧，要不然，就是被海水从别处冲到这里来的。”一般说来，他不会想到这块手表是自然产生出来的。手表上有长短针，有许多齿轮，有印着文字的表盘，还有表带……这一个个零件无缘无故地被制造出来，又偶然凑合在一起并彼此如此巧妙地搭配而组合成一块手表，很难想象这会是自然发生的一种现象。
那么，对于地球上的生命，又该如何解释呢？
包括我们人体在内，一切生命体都是由“细胞”构成的，而细胞，又是由许多结构十分复杂的立体零件组合而成。这其中的关键，是漂亮的具有双螺旋结构的DNA和如同精密机械一般的蛋白质。这样一些零件真的能够自然产生，并巧妙地配合起来组成细胞吗？
随着对细胞的复杂结构知道得越来越多，的确有人想到，“这也许是谁掉落在地球上的，或者是从别处带到这里来的。”
事实上，发现DNA双螺旋结构的两位科学家中的克里克博士（1916～2004）就持有这种看法。他认为，自然界合成DNA和蛋白质的概率太低，因此，“生命很可能是在地球之外宇宙的其他地方产生出来，后来才来到地球上。”
这种观点被称为“生原说”（又叫“宇宙胚种论”）。这是在20世纪初由一位瑞典化学家斯文特·阿伦尼亚斯（1859～1927）正式提出来的一种假说。不过，这种假说受到了许多科学家的批评，他们指出，这“其实是把生命起源问题搁置起来了”。
大多数科学家都不同意生原说，而认为“生命是在地球上的某个地方通过一系列化学反应的积累产生出来的。”
按照这条思路，科学家们所做的事情就是要推断出生命是在何时，在何地，通过何种化学反应诞生出来的。
生命诞生于何时？
推测生命诞生的时间
生命的诞生发生在距今多少年之前？
要搞清楚生命诞生的确切时间，几乎不可能，但是我们可以估计出大致的时间。太阳诞生于大约46亿年前。差不多同时，通过无数微行星相互之间的碰撞和融合，诞生出了我们的地球。那以后，地球仍然继续受到微行星和陨石的轰击，表面覆盖着一层炽热动荡的岩浆。
随着时间的流逝，轰击地球的陨石越来越少，当外来轰击基本上停止下来时，已经到了距今大约40亿年前。
小林教授说：“即使生命在比40亿年前更早的时候就已经诞生，在有大量陨石轰击的严酷环境下，它们也不可能生存下来。”
随着陨石轰击的停止，地球表层逐渐冷却，形成了地壳。科学家在格陵兰岛大约38亿年前的地层中发现了一种显然是岩浆受到海水突然冷却凝固形成的熔岩。这些熔岩表明，地球在当时已经有了大面积的海洋。
1999年，丹麦地质博物馆的米尼·罗森博士报告，他发现了一种最古老的生命的痕迹。
罗森博士在格陵兰岛大约38亿年前的地层中发现了一些黑色斑块，他很快查明，那些黑色斑块原来是一些碳块。我们知道，宇宙中存在的碳是由两种同位素组成的，一种是轻碳（12C），另一种是重碳（13C）。我们还知道，生物在摄取二氧化碳等物质时，摄取轻碳的速度要大于摄取重碳的速度。
罗森博士对残留在38亿年前地层中的这种碳块进行仔细分析，结果发现，其中的轻碳具有较高的浓度。罗森认为，这种碳块中轻碳的浓度较高，应该是在38亿年前存在的某种生物活动的结果。
小林教授说：“归纳研究者现在的看法，可以认为，生命的诞生是在大约40亿年前至大约38亿年前那段时间在地球上的某个地方发生的事情。”
米勒实验
由大气中的分子自然合成出氨基酸和碱基
早在1924年，俄国的生物化学家奥巴林（1894～1980）曾提出过一种比较系统的生命诞生假说。他认为，生命的诞生经过了如下3个阶段。
第一阶段，大气中的甲烷和氨发生反应，生成氨基酸和碱基等分子。
在随后的第二阶段，生成蛋白质和核酸。这些物质溶解在海水中，形成奥巴林所说的“原始汤”。
在第三阶段，生成包裹着蛋白质和核酸的原始细胞。那以后才开始有了复杂的化学反应（代谢）。这些细胞就是最初的生命。奥巴斯的这种假说被称为“化学进化说”。
然而，奥巴林的假说并没有立即为人们所接受。
当时，科学界的普遍看法，认为氨基酸等化合物属于一类极其特殊的物质，它们只能够由生物体制造出来。
这种状况直到美国加利福尼亚大学的教授米勒博士做了一项著名的实验，才有了变化。
米勒博士在1953年所做的实验，是将甲烷、氨气和水蒸气充满烧瓶，并让水蒸气循环通过其中，然后在其中反复放电。他的想法是，在烧瓶中再现原始地球的大气，用放电来模拟原始大气中的雷电。
几天过后，在烧瓶的底部积淀出了氨基酸和碱基等物质。米勒的实验证明，的确如奥巴林所说，可以由简单的化合物进化出复杂的化合物。
“自米勒之后，世界上的许多科学家才开始用实验来验证关于生命起源的化学进化假说。米勒在发现DNA双螺旋结构的同一年进行的这项实验，揭开了真正从科学上探索生命起源研究工作的序幕。”小林教授说。
构成生命的材料来自宇宙？
氨基酸等有机物也来自宇宙空间
有许多迹象表明，作为构成生命材料的氨基酸和碱基很可能不单是通过原始地球大气自然合成这一种途经形成的。
1969年9月28日，在澳大利亚东南部的一个名叫默奇森的小镇附近，从天空突然降落下大量的陨石。美国亚利桑那州立大学的约翰·克罗宁博士仔细研究了那些陨石的碎片，结果在其中发现了氨基酸。经过认真检查，排除了陨石受到地球上氨基酸污染的可能性。
这样一个事件，使得研究生命起源的研究者对于构成生命的材料是随着陨石来到地球上的可能性有了更多的关注。
1986年，用太空探测器直接探测来到地球附近的哈雷彗星的组成，也发现其中存在着复杂的有机物。不久，天文观测又发现，宇宙空间中，甚至在正在诞生出像太阳一样的恒星的区域，以及在被称为“暗星云”的区域，也都存在着有机物。事实上，在宇宙空间，到处都有各种各样的有机物质。
小林教授说：“作为构成生命的材料，应该说，有在地球上产生的，也有直接来自宇宙空间的。”
此后，又有人陆续发表了不少在陨石中发现氨基酸等有机物的报告。
2006年，NASA（美国宇航局）约翰森太空中心的中村圭子研究员等人还在坠落在加拿大的一块陨石中发现了一种中心有空洞的有机物。
最初的生命诞生在哪里？
在海洋的400℃热水中诞生
现在研究生命起源的科学家基本上都同意最初的生命是在海洋里诞生出来的。
溶解有各种各样化学物质的水，是进行化学反应的理想场所。没有水，就不可能有通过化学反应而实现的生命现象。细胞的成分与海水成分十分相近，因此也可以说海洋是“生命之母”。那么，生命是在海洋里的什么地点诞生的呢？
最有可能诞生生命的地点是“海底热泉喷口”。
所谓海底热泉喷口，顾名思义，就是指那些从海底喷出被岩浆加热的热水的场所。
在热水喷出口附近存在着许多有利于生命诞生的因素。首先，热水本身就是一种能源。而且，从海底热泉喷口喷出的热水中包含有丰富的甲烷和氨等物质。小林教授等人所进行的再现这种热水环境的实验，也证实了可以由甲烷和氨生成氨基酸等有机物。此外，
……
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