20世纪20年代,两位天才科学家——苏联生物化学家奥巴林与英国进化生物学家霍尔丹分别提出了“原始汤”假说。他们认为:早期地球的原始大气圈缺氧,在闪电和强烈紫外线激活下,十分有利于其他气体合成氨基酸。
奥巴林在1924年著书探讨生命的演化,后来发展了生命起源的假说;霍尔丹在1929年提出了“有机物可由无机物形成”假说,获得一系列奖章。
由于他们二人在互不知情的情况下分别提出相同的假说,因此后人也称此假说为“奥巴林-霍尔丹假说”。
到了20世纪50年代初,他们的这一假说被米勒和尤里两位美国科学家在实验室里验证,成为当时轰动世界的科学实验和发现,并影响至今。
米勒是美国化学家、生物学家,他在芝加哥大学读博士时的导师是美国科学家、诺贝尔化学奖得主哈罗德·尤里。1953年,年仅23岁的米勒与尤里合作,完成了著名的米勒-尤里实验。
实验结果证实了奥巴林与霍尔丹的假说:无机物在特定条件下可以合成蛋白质的基本单位——氨基酸!生命从无到有过程中最艰难的一步似乎就这样跨越过来了。
米勒-尤里实验示意图
米勒-尤里实验模拟了早期大气圈的成分和条件,在烧瓶中加入甲烷、氨、氢气和水,将烧瓶密封,并插入两支电极,通电产生电火花(模拟早期地球上频繁的闪电)。一周以后,烧瓶内生成了好几种氨基酸以及一些较复杂的有机分子。
托马斯·塞缪尔·库恩是美国科学史家、科学哲学家,他的著作《科学革命的结构》使“范式”(paradigm)一词成为当代学术界最常出现的词汇之一。
米勒-尤里实验是关于生命起源的经典实验,这一实验的成功使奥巴林与霍尔丹提出的生命起源于“原始汤”的假说一度成为库恩所谓的“科学范式”。
无独有偶,早在100多年前,达尔文在给他的好友、植物学家胡克的信中,曾提到过他对生命起源的猜想:生命可能起源于“一个温暖的小池塘”,在这个“伊甸园”里有构成生命的各种元素,后来不知加进了什么东西,便形成了生命。
从某种意义上说,达尔文算是最早提出“原始汤”假说的人。
“原始汤”理论认为地球上的生命起源于约35亿年以前。“原始汤”里包含了一些特定的化学物质,这些化合物可以在适合的条件下生成构建生物大分子的组件。
目前,学术界主要有两种关于地球生命起源的“原始汤”假说,一是达尔文提出的“温暖的小池塘”猜测,另一个是下文即将讲述的海底热液喷口假说。
“原始汤”假想图