地球生命咋开启的?早期地球那么糟,生命竟悄然萌芽,咋回事?

寻琴观看商业 2025-01-10 02:32:00

你是不是也常常琢磨:地球上的生命究竟是怎么开启的?这疑问可太普遍了,不光咱们好奇,也一直让众多科学家绞尽脑汁。

要想探寻答案,就得把目光投向早期地球。45亿年前的地球,和如今的模样简直天差地别。那时地球才刚刚诞生,就是个彻头彻尾的岩石星球,地表光秃秃的,还时不时遭受陨石的“狂轰滥炸”,听着就够艰难的吧?更糟糕的是,四处还都有火山在喷发。

在45亿到38亿年前这段时间,地球处于冥古宙,“冥”取自幽冥之意,光听名字,就能想象环境有多恶劣了。

根据地球物理研究以及现有化石记录推测,恰恰就在这个时期,诞生生命的条件悄然形成了。可究竟是怎样复杂的环境因素促成了这一切,至今依旧无人能解,于是各路科学家纷纷抛出自己的假说。

这里头,有个极为著名的实验不得不提——米勒-尤里实验。

尤里可是声名远扬的化学家,早在1934年就将诺贝尔化学奖收入囊中。1952年,他带着得意门生米勒——同样是学霸一枚,共同设计了这项实验。

他们把水、氨、甲烷和氢装进一个封闭的玻璃容器里,为啥选这几种物质呢?当时人们觉得,远古大气里就有它们。

虽说如今看来,这想法有些瑕疵,但在当时,把这四种物质放进玻璃瓶后,他们就接通电源,让电流在瓶内反复放电,模拟闪电。仅仅过了一周,奇迹发生了!

玻璃瓶里居然出现了20多种不同的氨基酸。要知道,氨基酸可是构建蛋白质与细胞生命的基础“砖石”。

1953年,实验结果一经发布,立刻引起轩然大波。在当时大家看来,仿佛只要远古地球大气具备这些条件,就能产生这类复杂有机分子,要是这些分子机缘巧合掉进某个小水坑,这不就是达尔文提到的“分子汤”嘛,生命似乎一下子就能诞生了,问题好像迎刃而解。

但哪有这么简单!这实验距今都70多年了,随着时间推移,人们的认知也在持续更新,新问题也越来越多。

比如说过去认为早期地球大气里甲烷和氨含量极为丰富,实际并非如此,如今发现,早期地球大气中二氧化碳和氮气才是“主力军”。

把实验中的气体换成这两种后,虽说依旧能产生氨基酸,可分解这两种分子需要耗费更多能量,氨基酸的产出量也大幅缩水。

这就引发了新思考:会不会存在某种物质,能给这个反应额外“加把劲”,提供更多能量呢?

正巧,在开普勒望远镜的观测计划里,科学家整理数据时,似乎发现了一个潜在答案——来自太阳的高能粒子。

太阳和其他恒星一样,在不同生命周期有不同状态。41亿年前的地球还是颗荒芜的岩石星球,那时的太阳也和现在大不一样,亮度只有如今的四分之三,可表面极为活跃。

放到现在,可能上百年才碰上一次的超级耀斑,在那时隔几天就来一回,这种耀斑一旦爆发,会向地球发射接近光速的高能粒子,在地球大气里引发一连串化学反应。

近期就有一项相关研究,科学家们琢磨着:这些高能粒子会不会就是产生氨基酸所需的额外能量源呢?

新一轮实验紧锣密鼓地筹备起来。和以往实验一样,这次也是模拟古代地球大气环境,不过配方更新换代了,往玻璃瓶里加入甲烷、水、氮以及二氧化碳这些当下认为古代大气中含量较多的成分。

不仅保留了放电模拟闪电环节,还额外模仿太阳高能粒子,往瓶里不断射入质子。

这里有个关键细节得留意,时至今日,我们还不清楚古代地球大气里甲烷到底有多少。所以科学家设计了多组实验,有的调高甲烷比例,有的调低,观察不同效果。

实验结果令人惊喜,只要甲烷比例高于0.5%,质子撞击混合气体时,就能产生数量可观的氨基酸。反观只用放电模拟闪电的实验组,甲烷比例最少得要15%,即便如此,产生氨基酸的速度也只有质子撞击组的百万分之一。

质子撞击还会生成更多的羧酸,要知道,羧酸可是氨基酸的“前体”,有了羧酸才会有氨基酸。这么看,在同等条件下,来自太阳的高能粒子无疑是更高效的能量源。

只不过,生命起源这一课题实在太宏大、太复杂了,咱们只能持续探索,拼尽全力去还原那个孕育出万亿生命的起点。



文本来源@返朴的视频内容

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