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蛋白质是生命活动不可或缺的基础。而蛋白质的合成、生命的延续,都需要基因来存储和传递信息。然而,基因的复制,却又离不开蛋白质的帮助。
长期以来,关于生命起源,科学家们都有各自喜欢的场景,他们各自支持不同的生物分子形成顺序。一些科学家认为,最早形成的生物分子是RNA,因为它不仅携带有基因信息,有时还能像蛋白质一样变身催化剂,加速特定的化学反应。另外一些科学家认为,与其说是复杂的蛋白质酶,倒不如说是简单的金属催化剂“熬”出了一锅充满有机物的原始浓汤,从中诞生了其他生物分子。
英国剑桥大学的萨瑟兰带领研究团队发现,经过一系列的化学反应后,RNA的4种核苷酸原料能从较简单的前体化合物乙炔和甲醛中生成。这说明,在原始汤中,即使没有蛋白质和脂类的参与,RNA也有可能自行产生。
无论是怎样的发展,氨基酸浓缩汤均被认为是生命起源最重要的前置反应之一。没有氨基酸浓缩汤的产生,就没有生命起源。
米勒实验证明甲烷、氨气、氢气和水蒸气在放电作用下可以产生大量氨基酸,迈出了从无机物到生命演化的第一步。在这个实验中,米勒模拟了地球早期的环境,然后发现在这种环境下,简单的有机分子可以自然地形成氨基酸。这个实验就像是给氨基酸浓缩汤理论打了一剂强心针。在多种生命起源的模拟实验中,阳光照射和化学物质高度浓缩汤是形成DNA单元的关键。
氨基酸只是生命起源的第一步,要从无生命的氨基酸转化为生命还有很长的路。目前学术界公认的是氨基酸需要有较高的浓度才有可能实现这一转化。如何在生命出现之前形成超浓的氨基酸浓缩汤,是生命起源的一个重要难题。
既然实验验证早期地球环境可以产生不同种类的氨基酸,那就是氨基酸浓缩问题了。在广阔的海洋、陆地及流动河流里均无法形成关键的生命浓缩汤。在广阔的海洋里,再多的产生氨基酸也将被海水稀释。在陆地上没有水,连生产氨基酸的条件都不具备。而河流会把难得的氨基酸带走,也无法形成氨基酸浓缩汤。可以确定的是,水和阳光是生命起源的基本要素,局部水域在紫外线的照射下为氨基酸浓缩汤提供充分条件。局部水域是形成原始生命浓缩汤的理想环境。局部水域有利于氨基酸的不断积累,并且不会像河流一样把氨基酸带走,也不会像海洋一样把氨基酸稀释。随着时间推移,水分不断蒸发,更有利于氨基酸浓度的不断提高。这样局部水域为生命起源的氨基酸浓缩汤提供了充分条件。
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