古往今來，從無到有從來都不是一件容易或者快速的事情。
地球誕生之后的10億年之中，除了在漫長的時光中不斷進行地質演化和承受天外隕石的撞擊之外（月球誕生在這一時期），似乎什么都沒有發(fā)生。在地球形成之后10億年或20億年的某個時間（一些研究者認為是距今35-38億年前），出于某種原因，海洋中的一些化學物質開始形成生命。
這里需要指出的是：生命究竟如何出現至今仍然迷霧重重——科學家依然不能在實驗室里重新創(chuàng)造生命（盡管一些人認為他們已經很接近了）。但是科學家們已經學會在實驗室制造組成生命的構件，因此我們可以描述惰性物質是如何轉變?yōu)樯?strong>有機體的。
一、如何界定“生命”？
現代科學表明，生命物質和非生命物質由相同的物質元素構成，這些元素的原子以化學方式結合成分子。那么要想界定生命，就得將它與非生命區(qū)分開，這并不容易，因為它們之間存在連續(xù)性。
病毒正好體現了生命與非生命之間的連續(xù)性，他們介于兩者之間。當單獨存在時，病毒不具有生命的特征。然而，當它通過注射自己的遺傳物質而嵌入其他生命有機體中時，他就獲得了生命的所有特征。
以流感病毒為例，它比一個典型的現代細胞小很多，它們含有蛋白質（大多數生命形式的基本構件）以及DNA和RNA，然后再沒有其他了——沒有多余的分子用于獲取能量、進行繁殖或從事修復工作。
病毒的DNA或RNA會控制被它感染的有機體細胞，然后利用細胞機制制造自己的蛋白質，從而實現增長和繁殖。一些病毒繁殖非常快，最終會殺死被他們入侵的有機體。其他一些病毒則會消極的寄居在寄主內，不會造成直接威脅，因此病毒的生命和非生命狀態(tài)取決于它的環(huán)境因素。
那么生命該如何界定呢？
生命物質的一個基本特征就是，從化學層面而言，它不是平衡的。也就是說，它并不處于一種穩(wěn)定的、平衡的狀態(tài)，而是一直伴有相應的反應。事實上，在活細胞中，當細胞膜對一些化學物質的進出做出限制的時候，就出現了能量的流動。生命的其他特征更模糊，比如繁殖能力通常被認為是生命的一個特征，但是也有一些生命體不能繁殖，比如騾子。
經過反復的爭論，科學家提出了生命的三個普通特征：
1.通過進食、呼吸和光合作用，從環(huán)境中汲取能量（新陳代謝）；
2.進行自我復制（繁殖）；
3.經過許多世代，可以改變自身特征以適應環(huán)境的變化（適應性）。
在生命體中，單個原子結合成分子（由幾千到幾百萬個原子構成），分子結合成細胞（由幾十億個原子構成）。隨著時間推移，新陳代謝、繁殖和適應開始進入反饋循環(huán)過程并且相互強化。生命有機體能夠找到更多方法從周圍環(huán)境汲取能量、更多數量的自我繁殖以及適應周邊的環(huán)境。
二、生命如何產生？
直到19世紀中期，博物學家們依然相信一種被稱為自然發(fā)生說的古老觀念。這種觀念斷定，新生命能夠突然和自發(fā)的從舊生命腐爛的殘骸中出現。例如：我們都發(fā)現蛆似乎突然出現在動物的死尸中。人們以親眼見到的現象為證據，還沒有認識到只能用顯微鏡觀察到的整個微生物世界的存在。
1860年，法國化學家和微生物學家路易-巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗，徹底否定了自然發(fā)生說。這就是著名的鵝頸燒瓶實驗：他把肉湯灌進兩個燒瓶里，第一個燒瓶就是普通的燒瓶，瓶口豎直朝上；而第二個燒瓶，瓶頸彎曲成天鵝頸一樣的曲頸瓶。然后把肉湯煮沸、冷卻。兩個瓶子都沒有用塞子塞住瓶口，而是敞開著，外界的空氣可以暢通無阻地與肉湯表面接觸。他將兩個燒瓶放置一邊。過了三天，第一個燒瓶里就出現了微生物，第二個燒瓶里卻沒有。他把第二個瓶子繼續(xù)放下去：一個月、兩個月，一年、兩年……直至四年后，曲頸頸瓶里的肉湯仍然清澈透明，沒有變質和產生微生物。巴斯德認為，肉湯中的小生物來自空氣，而不是自然發(fā)生的。
另一種理論（胚種論）認為，生命來源于太空，由早期撞擊地球的隕石和彗星帶來。這一理論很容易得到進一步發(fā)揮，從而產生外星人為地球帶來生命這種激動人心的故事。然而，大多數太空科學家認為生命無法在外太空環(huán)境生存，也不可能在穿越地球大氣層的烈焰旅程中幸存。退一步講，微小的生命如果在外來巖石內部受到保護的話，那么，它有可能存活下來，但這并沒有解釋生命的起源，僅僅是將這個問題轉移到了其他的地方。
當前一些科學家接受了一種弱化版的胚種論，這種理論認為生命的一些基本組件和構成要素可能是那些未在地球大氣層燃燒殆盡的彗星和隕石帶到地球上來的。我們知道地球上大量的水被認為是由彗星提供的，因此人們很容易認為這種水包含了形成生命的化學成分。眾所周知，一些隕石含有創(chuàng)造和細胞所需要的某些化學物質，比如1969年在澳大利亞發(fā)現的一塊隕石。2000年初，落在加拿大的一塊隕石中被發(fā)現含有泡狀有機小球體，這些發(fā)現證明生命所需要的分子也存在于太空之中。
20世紀20年代和30年代早期，前蘇聯(lián)生物化學家亞歷山大-奧巴林和英國的物理學家霍爾丹分別提出了相似的生命起源方案——化學進化假說。這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。
他們認為，早期大氣富含氫化物（甲烷和氨）和少量自由氧，這種環(huán)境有助于日漸復雜的有機分子的合成。霍爾丹強調指出，正在發(fā)展的生命必定來自無氧環(huán)境，因為氧氣極具活性，很可能會摧毀早期地球凈化出來的一切簡單生命形式（事實上，直到25億年前能夠進行光合作用的細菌興起，氧氣才成為大氣的重要組成部分）。
現在的地球大氣和表面與早期地球的完全不同，因此，我們只能通過在實驗室模擬早期地球環(huán)境來研究早期生命是如何出現的。1952年，美國芝加哥大學研究生斯坦利-米勒進行了一次重要實驗。為了驗證穿過早期大氣的閃電能否合成生命的原料，米勒在管子中充入他認為與早期大氣很接近的氣體，再將管子與裝了消毒水的長頸拼接在一起，然后通電轟擊氣體，為了加速這一進程，轟擊的強度超過他所估計的早期地球上存在的沖擊，在一周之內試管變成暗紅。內壁有一層很軟的很薄的軟泥，經過分析，軟泥由很多種有機分子組成（這些分子包含碳-氫鍵，也存在于活的有機體之中），這些分子至少含有六種氨基酸，而蛋白質就是由氨基酸組成。
實驗室的這些實驗表明，簡單的氨基酸和核苷很容易在無氧的大氣中形成，下一步要做的就是，證明這些簡單的化合物能夠自我組合形成更復雜的蛋白質和核酸。進一步的實驗已經證明，只要條件合適，簡單氨基酸就能夠形成由成千上萬原子構成的長鏈。因此許多生物學家認為，生命的出現就需要這些原始原子中的一個碰巧發(fā)生化學進化，在這種進化過程中（至少經過5億年），這個原子逐漸演變成一個充分的活細胞。不過這種現象還沒有在實驗室中得到演示，它是這個故事最大的未解之謎之一。
三、最初的生命是什么樣子？
研究表明，地球上最初的活有機體可能是原核生物：一類細胞核無核膜包裹，只有稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細胞微生物（包括細菌、放線菌、立克次氏體、衣原體、支原體、藍細菌和古生菌等）。最小的細菌和古生菌的直徑是氫原子直徑的1000倍，這個微小的空間擠壓著數百萬分子。最簡單的微生物通過分裂進行復制，因此它們通常不會死亡。利用饑餓、高溫、鹽、干燥和抗生素等可以將它們殺死，否則他們就會不斷分裂和繁殖。
早期有機體包括深?；鹕脚艢饪诘墓派推渌胤降募毦?，它們通過食用自己周圍簡單的分子來獲取食物，通過發(fā)酵（一種無氧的新陳代謝形式）獲得能量（直到今天一些細菌還扮演著發(fā)酵槽的角色，比如那種促進乳制品發(fā)生代謝反應，從而制造出奶酪的細菌）。與細菌相比，古生菌更適合在極端環(huán)境中生存，不管是溫暖的水域還是咸水區(qū)域，細菌通常以氨基酸和糖之類的有機化合物為食，而古生菌進化出了一種能力：可以利用較簡單的無機化合物（比如深海火山所釋放出來的硫）來進行新陳代謝。
直至今天，細菌和古生菌依然存在著，它們大約占地球生物量的50%，重量相當于生命物質和最近死亡的物質的總和。在過去，生命主要是微生物，現在依然如此。一個人體所包括的微生物細胞是動物細胞的十倍，每個人的腸道大約有1000種微生物，他們含有差不多300萬個基因，相比之下，人的基因大概是1.8萬個。所有人類細胞都通過線粒體形式（線粒體制造了細胞所需要的大部分能量）與細菌永久相伴，我們和周圍的生命主要由單細胞微生物構成?！颈竟?jié)完】
下期預告：【萬物起源傳說】生命的起源（二）：從原核生物到脊椎動物
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