生命的起源是指地球上非生命物质演变成原始生命的过程。21 世纪人类要解答四大起源问题:宇宙的起源、地球的起源、生命的起源、人类的起源。生命的起源是这四个问题之一。从古至今,有很多说法来解释生命起源的问题,如西方的创世说,中国的盘古开天地说等。当人们无法解释生命的起源与存在时,人们可能会寄托于上帝、神,认为世界是上帝、神创造的,人也是上帝、神创造的。但直到 19 世纪,伴随着达尔文(Charles Robert Darwin)《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源,因而,生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。大约 150 亿年前,大爆炸开始了宇宙的起源,大约在 66 亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间的凝集,大约在 50 亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在 45 亿年前形成了。接着,冰冷的星云物质释放出大量的引力势能,再转化为动能、热能,致使温度升高,加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用,所以初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异,重的元素下沉到中心凝聚为地核,较轻的物质构成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间,大约在 38 亿年前出现原始地壳。地球生命起源的过程是在大约 37 亿年前的原始地球上发生的。由于地球表面上岩石圈、水圈、大气圈及后来生物圈等的剧烈活动,37 亿年前原始地球已被破坏殆尽。现在的地球表面已经找不到 37 亿年前的原始地球岩石圈的痕迹,更不知道原始地球的水圈及大气圈是什么样子。
生命起源的化学进化论首先在 1953 年首先得到了一位美国的学者米勒的证实。按照米勒的描述,在早期,地球上因为含有大量的原始大气圈,如甲烷、氨气、水、氢气,还有原始的海洋,当发生闪电作用时,把这些气体聚合成多种氨基酸,而这些氨基酸局部浓缩,再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕育成生命。
探索生命的起源是一个棘手的问题,亚里士多德、康德、恩格斯都曾提出过自己的看法,科学家们也在不断探索地球和宇宙的奥秘,试图揭示生命的神秘起源。目前生命起源的研究中,一般认为地球生命是在地球起源的。目前科学研究没有证据表明有外星生命的存在,美国的哈佛大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校都有研究小组通过太空无限电信号的检测和分析对是否有外星生物进行研究,但是到目前为止仍然没有关于外星生命存在的科学证据,尽管媒体和民间流传一些关于外星人的传奇故事,影视作品也在火热上演着星球大战,人类的航天器接近或登陆了太阳系中的主要行星,近几年来人类在月球及火星表面发现了水的痕迹,但仍没有确凿的证据说明外星生命的存在。世界著名科学家Francis Crick及Leslie Orgel等曾经提出过现代版的“泛生论”,即“有方向的泛生源论”,他们认为,在其他星球上有生命存在,而且这种生命要比人类高级,他们害怕自己会灭种,所以用太空船把简单的低等生物运送到地球来,因为距离地球比较远,他们不能亲自前来,只能运送类似细菌的生物来。由于没有确凿的证据证明有外星生命的存在,所以这一学说并不认为是一种严肃的科学理论。
生命起源研究中被公认的研究结果还有,生命由必需的有机小分子合成,如氨基酸、核酸碱基、核苷、核苷酸、核糖、脂类等。20 世纪 50 年代早期,芝加哥大学的斯坦利·米勒在一些类似地球早期状况的气体中,用电流产生火花而得到分量极少的两种氨基酸。这说明生命由必需的有机小分子的合成,目前已经发现了多种反应途径可以在原始地球条件下有效合成生命必需的大多数小分子。有机小分子需要在一定自然条件下形成 30 个氨基酸残基以上的肽,多肽、蛋白和核酸等物质构成生命体。
有资料表明,前生物阶段的化学演化中,某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在行星表面的一定条件下产生了如多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。至此,从生物学的演化开始,直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。
生命起源问题是一个永远充满神奇色彩的话题。人类对世界、对自身的认识是非常有限的,对于生命起源的探索,涉及宇宙学、古生态学、化学、气象学等各方面的知识,人类的知识技术还远远不够驾驭地球、宇宙和世界。人类对于自身起源的探索多少带有一些推测性,时间也不会倒流,我们无法确切得知人类史前的境况,因此我们不能简单地说生命就是水和各种化合物的结合,生命的形成是一个复杂的过程,细小的细菌比米勒的化学混合物更接近人类,因为细菌已经有了高级生命系统的基本特征,但从细菌进化到人类还是一个相当遥远而复杂的过程,而从氨基酸、核糖核酸发展到细菌更是一个复杂的过程。既然生命的起源如此神秘,我们确是要认真对待已定的存在的事实,关注它现实的特征和意义。