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从生命起源到人造生命--交叉课程综述习作 生命起源乃亘古之谜，不仅仅是个自然问题，更是科学问题，还涉及到宗教，并对人类生活产生潜移默化的影响。人们不仅渴望了解它，并且希望能通过对其的了解而制造和改造生命。本文旨在通过对其假说的回顾，以及必威体育精装版的人造生命研究进展的总结，探讨生命起源的研究对人类医疗的推动作用。生命起源假说众说纷纭 被广大学者普遍接受的生命起源假说是化学起源说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，分三步演变而成的。第一步发生在大气中，从无机小分子生成有机小分子。该步骤由米勒模拟试验率先证实[1,2]：在其实验里，模拟地球原始大气的各成分经模拟原始天空的闪电激发后发生化学反应，化学反应的产物经模拟降雨过程回收后进行分析，合成了5种氨基酸、氢氰酸（合成腺嘌呤的基础）和不同有机酸在内的各种新的有机化合物。其后别的实验使用紫外线、gamma射线和高温等能源激发还得到嘌呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸及单糖（如苏阿糖和赤藓糖）[3-5]等有机物，因此证实了在原始地球的条件下是完全可能实现从无机小分子物质形成有机小分子物质。第二步发生在原始海洋的岸边，是从有机小分子物质生成生物大分子物质。上一步形成的氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，通过沉积、吸收能量和聚合作用形成原始蛋白质和核酸分子。第三步是在海洋里完成的，有机小分子物质组成多分子体系，进一步演变成原始生命。前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说[6,7]以解释该过程，他将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动浓缩聚集为具有近似膜边界的团聚体，表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。 其次，具有较多证据的生命起源假说是宇宙生命论（宇生论或宇宙胚种论）。该假说认为，地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球、星际尘埃或凝聚的星云。近70年来，人类在地球之外探测到了近百种有机分子，像甲醛，氨基酸等等，其中彗星和陨石可能给地球带来生命或者有机分子。这两颗天体里边不仅含有固态的水，还有氨基酸、嘌呤、嘧啶、铁类、乙醇等有机化合物。生命有可能在它们表面产生而带到地球上，或者在彗星和陨石撞击地球时，由这些有机分子经过一系列的合成而产生新的生命。针对该假说常见的质疑有：生命能否在宇宙中进行长期的迁移，以及迁移过程所处的真空和暴露在大量宇宙射线后的生命能否存活？早在1946年，英国天文学家霍伊尔[8-10]根据某些细菌在高温、干燥或强辐射等条件下亦能生存的事实，坚信‘宇宙胚种’能通过种种恶劣环境而到达地球，并认为某些碳质球粒陨石实际上含有焦化的细菌和孢子。1969年9月28日，科学家发现，坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的，为霍伊尔的理论提供了证据。 另一在地球上可找到证据的生命起源假说是热泉起源说。热泉生态系统之所以与生命的起源相联系，主要基于以下的事实：（1）现今所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中，这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似；（2）热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，与地球形成时的早期环境相似。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。迄今科学家已发现数十个深海热泉生态系统。20世纪70年代末，科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现的热泉里找到管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群落生活在一个高温（热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上）、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物（如H2S）所得到的能量去还原CO2而制造有机物，然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。部分学者认为，热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的，但却是现存所有生物的共同祖先。 除了以上有科学依据的假说，还有神造说、自然发生说等已被摒弃的生命起源理论。学者们在前人基础上不断推陈出新，模拟生命产生之初的环境，试图重现生命产生的那一幕，最近人造生命发生了里程碑式的进展。人造生命研究取得突破性进展 2012年1月，英国科学家保罗-克拉克博士领导的实验小组使用简单的左手形式氨基酸催化和产生右手形式的糖分子[3-5]，成功显示了单糖分子的起源，印证了1952年的米勒-尤列实验，初步