主题：野狐禅 之 生命简介（一）前言 (修改稿) -- 水风

那么宇宙太空里面的有机物是如何形成的呢？阿齐瓦和谢尔伍德（Akiva Bar-Nun and Sherwood Chang, 1986）利用改进了的米勒试验作出了一些探索，他们利用能释放出高能射线的灯光替代了放电装置，以来模拟太阳光的能量，结果是出人意料的。他们不仅获得了跟米勒试验接近的结果，即使在改变多种空气成分之后，他们依然获得了很多重要的有机物质。其中甲醛（就是福尔马林的有效成分）的发现，尤为重要，因为现在已经知道，在水溶液中，甲醛可以自发地合成几乎所有的五碳和六碳的单糖。而五碳和六碳的单糖不仅是极其重要的能量物质，也是极其重要的结构物质。像前面提到的核酸，就是由核苷碱基与磷酸集团以及一个五碳糖结合在一起形成的。

在外太空中，这种高能射线无处不在。但是，因为太空中的物质极端稀疏，加上碳元素在外太空中的含量极低，所以，宇宙中的有机物很可能不是形成在太空中，而是在行星的表面。地球因为地球磁场的存在，将绝大多数的高能辐射挡在了外边，即使这样，在地球大气外层的色温层，这种高能辐射参与的能量都可以将绝大多数的物质给电离，从而将大气的那一部分形成了一个高度电离的部分。极光就是电离层的可见的一个例子。正是这电离层进一步吸收了外层空间的高能辐射，才使得地球表面只是充斥着可见光等弱能量辐射，从而让地球上的生命存在成为可能。

但是还有一个问题，这些脆弱的有机物能否承受得住流星撞击地球时所经历的高温？如果经受不住，那么我们得到的，只不过是在大气的成分中增加了一点二氧化碳和水蒸气而已。

在过去的几年中，科学家们利用各种仪器工具来模拟彗星撞击地球时的过程，其中包括一杆长达15英尺的枪，可以来发射汽水罐大小的子弹。1999年，以斯坦福大学的克里斯托佛（Christopher Chyba et al. 1999）为首的研究小组发布了他们研究的成果，他们认为如果一颗流星的原始直径超过一公里（也就是说地面的遗留物直径会超过一米，），核心部位的绝大多数的氨基酸可以经受得住这种流星的直接撞击。（虽然大多数的流星是以小角度入射地球的，但是总会有些剩下的不是。）研究撞击的一个附带的发现是，流星撞击地球的过程中，由于高温作用，会在这个过程中形成一些有机物。这些有机物的种类包括氨基酸，氰和氨等等。虽然这种方式产生的有机物在目前是微不足道的，但是考虑到早期地球大气开始形成时候，还比较稀薄，那时有更多的流星可以冲击到地面，留下大量的残留，并且在这个过程中顺便产生许多有用的副产品有机物。其中的一个研究小组甚至发现了类似原始细胞的结构（见下图），给大家带来了惊喜之余，也带来了更多的悬念，是否，这种类似原始细胞的机构就是地球生命开始的原始形态？是否这种形态只能由外来冲击而形成？更多的谜团期待着大家去解开。

在放眼宇宙太空的同时，有些科学家将目光投向了地球本身。火山，作为地球早期大气的创造者，（具体请见附录1，太阳，空气和水）本身拥有了合成有机产物的各种最初产物，加上早期地球极度活跃的火山运动，使得火山很有可能就是有机物质的主要生产者。过去几十年中，观察火山的科学家们都注意到了一个奇怪的现象，就是在火山熔岩冷却或者爆发物沉降之后，在这些岩石的表面往往会有一层很薄的有机质。关于这些有机质的来源，大家众说纷纭。曾经有人提出地幔的主要成分中就含有大量的有机物。但是随着米勒试验的成功，有越来越多的科学家们相信，这层有机物就是火山爆发的直接产物。当火山爆发的时候，喷出的气体跟地球早期的大气极其相似，在熔岩表面高温的直接作用下（或许是在熔岩冷却过程中），火山气体形成了有机物，然后被吸附在了火山熔岩那多孔的表面。佐罗托弗和邵克（Mikhail Y. Zolotov and Everett L. Shock 2000）用数学方法模拟了这个过程，最终得出了在冷却到150到300摄氏度的时候，是有机物质，尤其是高度还原性的碳氢化合物合成的最佳时节。火山作为有机物质形成的一个主要场所，已经开始得到了科学家们的认可。这样产生的有机物在所有有机物中所占的比例，还需要进一步的研究才能确认。

现在我们再来看一下，目前生命存在所需要的四大类主要物质，蛋白质，核酸，糖类和脂类。蛋白质的组建模块氨基酸；核酸的组建模块核苷酸，就是核苷，磷酸和五碳糖；以及主要的能量物质和重要的结构物质，糖类；都可以由无机物质在自然环境中直接生成。由间接的证据表明，或许脂类可以由火山爆发时顺带产生出来，但是目前，这还只是一个假说。不管如何，这些低级的有机物质，完全可以在地球的早期被产生，并逐渐积累起来。为高级有机物质结构的形成奠定了基础。

• 生之初1（二）