最初的生命诞生于何处？

生命是我们这个世界最神奇、最伟大、最美丽的自然现象。地球上的微生物10多万种、植物30多万种、动物100多万种。它们都是从哪里来的？怎样做到繁衍不息的？这些问题历来是人们竭力探究，而至今尚未得到全部答案的科学奥秘之一。

海洋起源说

生命诞生于海洋——这一学说是我们从中学就开始接受的明确答案。地球形成之初，原本没有生命，只存在无机物。通过长时间的地球演化，含有甲烷、氨、氢气等小分子无机物的气体在紫外光、电离辐射、雷电等能量作用下，逐步生成了有机的小分子物质，如核苷酸、氨基酸，使原始的海洋成为一种“原始汤”。这个过程，是生命形成漫长历史的第一步。此后，“原始汤”中的这些有机小分子，历经长期的相互作用，在有硫、磷、金属等土壤的适当条件下进行缩合或聚合反应，逐步形成有机高分子物质，如蛋白质、核酸等分子，这是生命诞生历程的第二步。随着海洋中的蛋白质、核酸分子越积越多，浓度增加，在某种情况下，又被分离、凝聚成小滴，并脱离原来的海洋环境，构成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。由多分子体系逐步演变，特别是由于蛋白质和核酸的相互作用，最终出现了有原始新陈代谢功能并进行自我繁殖的最早生命。但是至今，科学家尚未通过科学实验获得验证。

深海底烟囱起源说

现代海底“黑烟囱”的研究开始于1978年，美国的“阿尔文”号载人潜艇在东太平洋洋中脊的轴部采得由黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿组成的硫化物，硫化物堆积形成直立的柱状圆丘，被称为“黑烟囱”。“黑烟囱”周围是化能自养生物群落的惟一栖息地，烟囱中排放的热液流体，使海底喷溢的气体转变为生物化学能。20世纪70年代对加拉巴哥斯群岛洋中脊的火山喷口的研究，表明海水在深海烟囱中经历了巨大的温度和化学梯度的变化，可能形成多种溶解物，包括原始生物化学物质。深海烟囱巨大的热量，可以产生在大陆火山区里产生的那种缩合物。因此，美国霍普金斯大学的地质古生物学家斯坦利1985年提出生命的深海底烟囱起源说。在洋中脊，深海烟囱与炽热岩浆直接连通，温度高达1000℃，使周围海水沸腾，冒出的滚滚浓烟里富含金属、硫化物，热水中富含CO2、NH3、CH4和H2S，这是一个既有能量又有生命起源所必需的物质的还原环境，于是有机化合在这里发生，并且按照温度递降出现了一系列化学反应梯度区。由H2、CH4、NH3、H2S、CO2经高温化合形成氨基酸，继而硫和其他复杂化合物形成多肽、核苷酸链，形成似细胞体的合成物。有趣的是，这些成分在高热作用下化学合成了硫细菌。鉴于现代深海形成硫细菌的事实，斯坦利推想，在太古代绿岩带里面也一定存在类似于现代深海洋中脊的地质条件，存在深海烟囱，生命化学合成的一系列反应就在那里发生，生物有机高分子在那里缩合而成，最后原始生命就在那里诞生。据美国《华盛顿邮报》报道，加利福尼亚大学洛杉矶分校的分子生物学家詹姆·莱克在大洋底烟囱附近找到了在黄石公园热泉里生存的嗜硫细菌，为海底烟囱热泉生命起源的非常规理论提供了证据。2002年，北京大学地球与空间科学学院李江海教授研究组在河北遵化发现世界25亿年前的“黑烟囱”岩石标本古老大洋岩石（蛇绿岩），引起了国际地球科学界的关注和强烈反响，得到美国、加拿大等国科学家确认。这意味着人类得到了验证生命起源的古老物质。

生命源于淡水塘

一个世纪以前，达尔文在他的个人书信中曾经猜想，生命起源于“富含氨和磷的有机盐、光、热、电等相关物质的小池塘中”。据俄罗斯科学院微生物学研究所的专家扎瓦尔津和日林娜介绍，俄科研人员在对东非大裂谷地带的湖泊进行考察时发现，在由于火山作用而形成的湖泊中，湖水的矿物质含量极高，且湖水碱性很强。在这些湖泊中几乎没有鱼类和水生植物。俄专家认为，上述湖泊的特点与元古代的内陆湖泊十分相似。

扎瓦尔津和日林娜指出，在距今约5.7亿年前的元古代，地质构造的变迁使陆地上出现了大量湖泊。湖泊中的自然环境与东非裂谷的碱性湖泊十分相似。同样是在元古代，细菌等原始微生物开始日渐繁盛。俄科研人员在对东非裂谷的碱性湖泊进行进一步研究后发现，这些湖泊中均富含细菌。它们种类的多样性不亚于普通水体中的微生物群落。圣克鲁斯加利福尼亚大学的研究人员认为，淡水比咸水更有可能孕育生命。他们说：“尽管已知的最古老生物化石是海洋生物的，但生命实际上起源于淡水池塘。”

科学家们认为生命起源的第一步是：能自我复制的化学物质——后来发展为DNA——被一种叫做泡的薄膜围绕。

查尔斯·阿佩尔与他的同事合作，已经能够使早期地球的物质成分在淡水的条件下制造出这种泡，而在咸水的环境下却不能得到相同的结果。

上述发现说明，元古代时在富含矿物质且碱性很强的湖泊中，完全有可能出现原始微生物物种极丰富的局面。因此，古代内陆湖泊有可能与古代海洋一样，都是原始生命的摇篮。

生命起源于太空

“生命”陨石

2000年1月，住在加拿大塔吉什湖附近的布鲁克先生，趁着湖面冰冻得非常结实的机会，驾驶汽车通过湖面到对岸去，中途他在冰中发现了此前不久坠落在附近的陨石残片。布鲁克本人就是陨石的业余爱好者，急忙收集陨石残片，并把它们冷冻保存。与此同时，他将这一情况通报有关当局，其后加拿大和美国科学家对加拿大塔吉什湖附近坠落的陨石残片进行分析，通过对其中所含的氧同位素的分析，科学家得出结论，它们已经有45亿年的历史，不仅是迄今为止在地球上所发现的最古老陨石，而且更重要的是它们与我们的太阳同龄。这就是说，它们来自包括地球在内的行星的星云，是太阳系尚未形成时的物质，因此对它们的研究将是人们更好地研究行星和太阳系的起源。这些陨石直接坠入冰中，而不像其他陨石与地面相撞而引起高温，没有高温过程，所发现的45种化学元素没有改变，还是它们45亿年前的样子，这就使科学家更好地研究陨石成分。根据目前的研究结果，科学家已经把这些陨石碎片归类为富碳的球粒状陨石，这种陨石通常还有诸如氨基酸等有机物，而氨基酸是生命的基础。因此，科学家正在努力研究这些陨石，希望能在其中发现氨基酸，从而为地球生命来自空间提供更多的根据。一名科学家说：“目前没有人认为，这些陨石中含有某种生命形式的物质，但是为了知道在太阳系形成初期时低级有机物的种类，我们需要研究形成这些低级有机物的过程。”

俄罗斯科学院地壳动力学研究所专家斯韦特佐夫教授提出，大约在7亿年前地球初始形成的阶段，由于受彗星的频繁撞击，带着大量有机物的彗星坠落到地球表面，为地球上生命的产生创造了有利条件。彗星极有可能是地球上生命形成的源泉。

通过大量计算，斯韦特佐夫教授认为，大约在7亿年前地球初始产生的阶段，彗星为地球上生命的产生提供了足够的有机物，它们的数量每年能达到2亿千克。彗星的主要成分是冰，但其中含有大量复杂有机物分子和氨基酸。尽管彗星中大量的有机物在进入大气层和同地球发生碰撞时，在高温和高压下被破坏掉了，但总有一些彗星能够保留一些完整的片段，从而保留了有机物分子的存在。在大气层中能够存活下来的彗星的直径的范围大约在100米到1万米之间。比如，直径在1千米，以每秒15千米的速度坠落的彗星，沉积到地球上后大约保留了0.1%到10%的氨基酸。他还指出，目前，海洋中含有3×1012千克的生物质，而在地球上共有6×1014千克的生物质，这一数字相当于直径1万米的彗星重量，在40亿年前彗星能在10万年的时间里带来目前海洋拥有的生物质数量。

斯韦特佐夫指出，彗星是地球上生命产生来源的观点同其他解释观点的不同之处是它的不均衡性。彗星在同地球相撞时能够在地球上形成含有大量有机物的小区域，这些小区域成了生命产生的最有利条件。许多有机物分子的成分坠落在热水中后变成了化学催化剂，由此促进了蛋白质链的快速形成，生命便开始出现了。

细菌雨

2001年7月29日，英国加地夫大学的天文学家钱德拉·维克拉马辛教授宣布，他们发现了地外生命存在的直接证据——在地球高层大气里的地外细菌。电子显微镜图像显示，它们是像珊瑚虫一样的物质，大小在5—15微米之间。

这些细菌是2001年1月由印度科学家利用高空气球上的冷冻取样器收集到的。这个高空气球飞到了离地面41千米的高空，比美国宇航局的同类气球高两倍。细菌取自平流层上部，在对流层（最低的大气层）和同温层之间。部分样品送交英国加地夫大学的微生物教授戴维·劳埃德领导的研究小组分析。加地夫大学的研究人员使用只有活细胞才能吸收的荧光花青染料进行检测，并根据它们从太空落下的不同高度的分布情况进行了分析。他们估计，每天有多达三分之一吨的这种生物下雨似的落到地球上。

他们认为，虽然这种来自太空的微生物，与地球上的细菌很相像，但它们不可能来自地球。因为这种活细胞存在于离地面41千米的高处，大大高于当地的对流层上限（16千米），那儿没有来自地面的空气。假如它们来自地球，则必须发生某些能把这些细菌带到离地面40千米高处的非常事件，但他们现在没有找到这样的事件，因此这些细菌更像是从外星球来的。这可能是在其它行星上存在生命的第一个标志。