《宇宙自然生命简史：43 生命起源于海洋、陆地还是地外？》歌词

[00:00:00] 本字幕由腾讯音乐天琴实验室独家AI字幕技术生成

[00:00:05] 欢迎收听科学有故事

[00:00:09] 比科学故事更重要的重要最重要的是科学精神

[00:00:17] 这是科学有故事与腾讯音乐天琴实验室联合制作的科普节目

[00:00:22] 我是你的主播汪洁

[00:00:24] 有这样一个已经被科学研究确认的事实在赋予我们生命的所有化学物质中并没有任何特殊的东西

[00:00:34] 任何生物啊

[00:00:35] 不论是一条金鱼还是一颗白菜或者是一个大活人构成

[00:00:41] 他们的基础元素都是四种碳氢氧和氮

[00:00:46] 再加上很少的一点点其他元素主要是硫磷

[00:00:51] 钙和铁把30 多种

[00:00:53] 这样的化合物组合起来

[00:00:55] 形成糖酸和其他一些最基本的化合物理论上

[00:01:00] 当然仅仅是理论上就可以创造出任何生物

[00:01:06] 正如道金斯所说

[00:01:07] 制造生物的物质并没有任何特殊之处生物也是一堆分子的组合与别的任何东西并没有区别

[00:01:17] 我们从何而来

[00:01:20] 要去向何方

[00:01:25] 一个星球一个实验

[00:01:28] 请听我为您讲述有关宇宙自然生命简史

[00:01:38] 可是

[00:01:39] 今天的科学家们也承认生命的诞生

[00:01:42] 是令人不可思议的完全称得上奇迹

[00:01:46] 但我们用自身的存在反复证明了这样的奇迹是完全可能的

[00:01:51] 只不过这个奇迹到底是怎么发生的依然是自然留给我们的最大谜题之一

[00:01:58] 在所有关于生命起源的理论中水都是必不可缺的条件

[00:02:04] 达尔文认为

[00:02:05] 生命起源于小小的热水池

[00:02:08] 但到了现代深海热液喷口是更热门的候选者

[00:02:13] 但是在过去很长的一段时间中

[00:02:16] 大家认为这些理论存在着一个很大的障碍

[00:02:20] 因为科学家们发现物质从单体组合成聚合体的过程中

[00:02:25] 也就是蛋白质的创造过程中必须包含一种生物化学中所说的脱水缩合反应

[00:02:33] 这是指一种两个分子在缩合为一个大分子的同时失去一个水分子的化学反应

[00:02:40] 也就是说呢

[00:02:41] 这种反应它能发生在干燥的环境中

[00:02:45] 但不应该发生在水中就好像啊

[00:02:48] 让你在水中和面

[00:02:50] 你能够把面粉活成一团吗

[00:02:53] 这就是生命

[00:02:54] 从水中起源遇到的最大障碍

[00:02:57] 科学家们提出了种种假说

[00:02:59] 试图解决这个难题上世纪70 年代在美国的分子进化期刊上发表过不少相关论文其中呢

[00:03:08] 有两篇比较重要一篇是日本科学家赤角四郎发表的蛋白质在生命形成前的模型实验

[00:03:17] 他提出了一个能绕过脱水缩合

[00:03:20] 这道难关的聚甘氨酸理论来说明多肽链的形成

[00:03:25] 他认为啊

[00:03:26] 在原始大气中产生的甲醛与氨和氰发生反应能生成一种名叫氨基乙酰琴的有机物

[00:03:35] 这种物质能够聚合

[00:03:37] 然后水解生成聚甘氨酸

[00:03:40] 也就是多个甘氨酸聚合在一起所形成的多肽链

[00:03:45] 最后经过侧击的变化能得到由各种氨基酸残基所组成的蛋白质

[00:03:52] 这个假说也得到了实验的支持

[00:03:55] 另一篇是以色列科学家卡特切尔斯基发表的生命出现前的氨酰腺苷酸脱水现象

[00:04:04] 他认为原始海洋中的氨基酸是在某些特殊的黏土上缩合成多肽的

[00:04:11] 他们在实验室内先将氨基酸与腺苷酸起反应生成了活化的氨基酸

[00:04:18] 也就是氨基酰腺苷酸氨基酰腺苷酸

[00:04:23] 他在某些片层状粘土如蒙脱土上就能缩合成长短不一的多肽链

[00:04:30] 这也就是说呢切尔斯基认为海洋中的生命物质并不是在海洋中形成的

[00:04:37] 而是在陆地上形成后被雨水或者河流带入了海洋

[00:04:43] 这种观点也被称为生命的陆地起源说

[00:04:47] 不过现在的生物化学研究发现

[00:04:49] 只要有外部的能量输入确实可以存在可以在水中完成的脱水缩合反应

[00:04:56] 这个谜题也被部分消解了

[00:04:59] 但是却并没有被完全消解

[00:05:01] 关键问题出在了细胞膜上

[00:05:04] 科学家们认为海洋里面的水太多了

[00:05:07] 生命必须的分子在那里散开的太快快到来不及相互作用

[00:05:12] 快到无法形成细胞膜和原始的新陈代谢途径

[00:05:17] 因此呢

[00:05:18] 陆地起源说依然受到了不少科学家的青睐

[00:05:22] 2017 年9月号的科学美国人杂志也刊登了一篇支持生命起源于陆地的文章

[00:05:29] 文章由新南威尔士大学生物地球与环境科学学院天体生物学中心的主任马丁杰范克拉嫩东克和加利福尼亚大学身克鲁斯分校生物分子工程系的戴维

[00:05:45] 迪莫以及新南威尔士大学

[00:05:48] 澳大利亚天体生物学中心的博士生塔拉

[00:05:51] 乔基奇共同赚钱

[00:05:53] 他们共同认为

[00:05:55] 在古老地球的火山附近有着大量的热泉和间歇泉形成的水池

[00:06:02] 这些水池干湿交替

[00:06:04] 不断循环它的热量可以催化各种化学反应

[00:06:08] 干旱期可以供简单分子聚合成为复杂分子

[00:06:13] 湿润期则可以让这些聚合物四处流动

[00:06:17] 在这之后的干旱期又能把聚合物困于细小的孔隙中

[00:06:22] 让它们相互作用

[00:06:23] 甚至在脂肪酸构成的囊泡中进一步的浓缩而脂肪酸囊泡症是细胞膜的原型

[00:06:32] 关于这篇文章的详细解读和他们所提出的证据在我的收费专辑环球科学有故事中有详细的解读

[00:06:40] 有兴趣的听众啊

[00:06:41] 不妨订阅收听

[00:06:43] 但是我们必须要知道

[00:06:45] 到目前为止

[00:06:46] 生命起源的陆地热泉说和深海黑烟囱说都还只是处在有待验证阶段的两种科学假说科学有一个最大的特征呢

[00:06:57] 就是它可以自我完善自我纠错

[00:07:00] 所有的假说

[00:07:02] 只要你有了初步的证据

[00:07:03] 自洽的逻辑论证都可以登上历史的舞台

[00:07:07] 但是啊这些理论必须使用全世界的科学家都能看得懂的语言

[00:07:13] 我这里所说的语言当然不是中文英文

[00:07:16] 这种语法语言

[00:07:17] 而是说啊

[00:07:18] 有些理论宣称只能用中文并且只能了解中国古代的传统文化后才能理解

[00:07:25] 那么这种理论就不是我所说的

[00:07:28] 全世界的科学家都能够看得懂的理论这样的理论啊

[00:07:32] 也永远不可能得到科学共同体的认可

[00:07:36] 那么科学又是如何自我纠错的呢

[00:07:39] 靠的就是同行评议和证据为王这两种精神任何人提出的任何证据都必须是同行在**研究的情况下

[00:07:48] 要能够复现的

[00:07:50] 两种生命起源的理论

[00:07:52] 最终谁能够胜出

[00:07:54] 现在还很难说海底烟囱假说不仅没有消亡

[00:07:58] 反而进展不断

[00:07:59] 美国航空航天局喷气动力实验室的生物化学家

[00:08:03] 麦克拉赛尔江阿尔文最初有关黑烟囱的发现发展为一个更漂亮的模型

[00:08:10] 根据他的想法在海底烟囱岩石上的微小孔洞中形成的矿物薄膜

[00:08:17] 可以把喷出的碱性液体与酸性更强的海水隔离开来

[00:08:22] 这将制造出相差数个PH 值的酸性梯度就像家用氨水和橙汁的酸碱度差异一样

[00:08:31] 这种梯度就是一种可供利用的能量

[00:08:34] 如今的细菌在细胞里制造ATP 的方式与此如出一辙

[00:08:40] 海底烟囱还有另外一种能量来源就是氢气和二氧化碳等溶解在热液中的气体拉塞尔和同事提出当古老海水中的二氧化碳和氢气相混合时电子从氢气像二氧化碳转移可以合成更复杂的有机物

[00:08:59] 在他们看来啊矿物薄膜构成的囊泡与细胞相似

[00:09:03] 而PH 值梯度和氢气所提供的能量最终能演化为最早生命所需的原始代谢途径

[00:09:13] 现在看来呢

[00:09:14] 陆地热泉缩合深海黑烟囱缩都有深远的影响

[00:09:18] 除了指导人类进一步探索地球生命起源外

[00:09:22] 他们啊

[00:09:22] 还为我们去太阳系中的其他行星以及卫星寻找生命只出了不同的道路

[00:09:29] 如果深海烟囱说是对的那么土卫二和木卫二这些卫星的冰冻海洋就是值得关注的对象

[00:09:37] 但是如果陆地热泉假说是对的那么卫星的冰冻海洋就不太可能有生命

[00:09:43] 而生命就更可能在火星诞生

[00:09:46] 毕竟啊火星上有过广布的火山也有水

[00:09:50] 两者相加就可以构成热泉

[00:09:52] 而且有意思的是啊

[00:09:54] 美国航空航天局的勇气号火星车的确在火星的哥伦比亚山发现了36 .5 亿年前的热泉沉积物

[00:10:04] 现在看来呢

[00:10:06] 生命起源就像有很多块图案拼成的拼图

[00:10:10] 每块该放在哪里

[00:10:12] 我们如今还了解的不够

[00:10:14] 以陆地起源说为例

[00:10:16] 我们还不知道的是什么样的原因让某些元素在不同的词

[00:10:21] 洼里富集地热区域

[00:10:24] 如何随时间演化在合成或降解有机分子的时候

[00:10:29] 不同的化学物质又是如何相互作用的呢

[00:10:32] 对于生命出现之前的那些温暖小水洼中的化学过程

[00:10:37] 我们还需要设计更成熟的实验来研究复杂的有机分子是怎样形成的

[00:10:43] 以及当他们包裹于薄膜中时

[00:10:46] 又是怎样相互作用和结合的

[00:10:49] 但是无论是在陆地还是海洋物理和化学定律都为这个拼图游戏提供了有用的框架

[00:10:57] 最新的地址和化学发现也为这块拼图添砖加瓦

[00:11:02] 但是只有把更多的图块放到正确的位置上

[00:11:06] 我们才能看到生命起源的清晰图景

[00:11:11] 令人欣慰的是啊

[00:11:12] 科学已经帮我们找到了通往答案的道路

[00:11:17] 好辛苦

[00:11:17] 大家听个小广告

[00:11:27] 科学声音的微信小程序已经上线了

[00:11:30] 欢迎大家来体验直接在微信小程序中搜索科学声音四个字就可以找到以后啊

[00:11:37] 大家听科学声音的节目又多了一个很方便的途径里面还会上视频节目小程序刚刚上线

[00:11:44] 还有很多的不足

[00:11:46] 也欢迎大家吐槽反馈

[00:11:53] 最近几十年来给地球科学家带来最大震惊的一个发现是生命在地球上诞生的即早在上世纪50 年代

[00:12:03] 人们还认为啊生命诞生于6亿年前只有一些极为敢想的人才认为生命的诞生可以追溯到2 5亿年前

[00:12:13] 但是199 6年的自然杂志中有一篇报道称

[00:12:17] 在彩字格林兰阿卡利亚岛的岩石中发现了生命的证据

[00:12:22] 这些岩石的同位素分析

[00:12:24] 显示了某些神秘微生物的代谢活动

[00:12:28] 而这些岩石的年龄大约是3 8亿年

[00:12:32] 但这个呢还只能算是间接证据并不是直接证据

[00:12:36] 所以啊

[00:12:36] 还是有一些争议2017 年的三月份自然杂志再次刊登了一篇论文标题是地球上最古老的热液渗出物沉淀的早期生命证据

[00:12:49] 这是目前我可以查到的最新鲜的一篇有关地球最古老

[00:12:53] 生命的刊登在核心期刊上的论文

[00:12:56] 而且这篇论文已经被维基百科上的众多有关生命起源的词条所引用两位伦敦大学学院的研究者宣称

[00:13:05] 他们在加拿大的魁北克省的一处岩石带发现了37 .7 亿年前至42 .8 亿年前形成的微生物化石

[00:13:16] 这些微生物化石

[00:13:17] 从照片上来看呢就是一些细小的丝状体细小的管状物矿物颗粒

[00:13:23] 还有条状物

[00:13:25] 他们的实际直径大概只有头发丝的1 /2 到1/10 这一系列的发现呢就大大震惊了科学界生命啊

[00:13:34] 似乎进化的太快了点

[00:13:37] 实际上有一些专家认为

[00:13:39] 生命得到过某种助力很可能是极大的助力

[00:13:43] 这种早期生命可能来自太空的观点

[00:13:46] 其实由来已久某段时期呢

[00:13:48] 甚至相当突出

[00:13:50] 早在187 1年凯尔文勋爵就曾在英国科学促进会的一次学术会议上提出过这种可能性

[00:13:57] 他提出生命的种子很有可能是由陨石带到地球上来的人们

[00:14:03] 本来一直把这种想法看成是挺另类的观点

[00:14:07] 但是啊1969 年9月的一个星期天却改变了人们的这种看法

[00:14:13] 那天成千上万的澳大利亚人惊讶地目睹了一次天象奇观

[00:14:18] 有一个大火球从天而降

[00:14:20] 自东向西划过天际

[00:14:22] 伴随着剧烈的音爆声在他身后留下了一些奇怪的气味

[00:14:28] 有些人呢

[00:14:28] 闻着像酒精的气味也有些人描述说很难闻

[00:14:32] 这个火球

[00:14:33] 最后再默奇森上空爆炸

[00:14:36] 默契森位于墨尔本以北的古尔本峡谷是一个只有60 0人口的小镇

[00:14:42] 陨石的碎块呢

[00:14:44] 就像雨点一样落下来

[00:14:45] 有几块的重量还超过了5 000克

[00:14:49] 幸运的是没有人受伤

[00:14:51] 这颗默奇森陨石是一种罕见的碳质球粒陨石小镇上的居民呢

[00:14:57] 就纷纷开始收集陨石碎块一共收集了大约九十千克

[00:15:01] 这颗陨石到来的时机非常好就在不到两个月前阿波罗11号飞船成功地从月球返回地球

[00:15:09] 并带回了一袋子的越严

[00:15:12] 因此呢这段时间啊

[00:15:14] 全世界的实验室都在强烈渴望着各种天外来石默奇森陨石被证实年龄已经有4 5亿年了

[00:15:23] 神奇的事啊

[00:15:24] 在陨石中发现了74 种氨基酸

[00:15:27] 其中有八种与地球上早期的蛋白质成分一致到了2001 年末

[00:15:33] 这十句陨石坠落

[00:15:35] 已经有30 多年了

[00:15:37] 加州的埃姆斯研究中心宣布在默奇森陨石中还存在着一种多抢几户

[00:15:43] 化合物

[00:15:44] 这是一种糖类在地球上从未被发现过196 9年之后又有几块碳质球粒陨石坠入地球

[00:15:52] 其中有一块是在2 000年坠入加拿大的塔吉什湖附近

[00:15:57] 北美的大部分地区的人都目睹了那次天下这些陨石啊

[00:16:01] 都证实了一点宇宙中其实富含有机化合物

[00:16:06] 现在认为呢

[00:16:07] 哈雷彗星中就有25%是有机分子

[00:16:11] 如果有足够多的这类彗星坠入到一颗合适的星球

[00:16:15] 比如像地球这样的星球

[00:16:17] 那么一切生命所需的基础元素就全有了这种生命源自天外的理论也被称为宇宙胚种说

[00:16:25] 但是啊

[00:16:26] 我们仔细想一下就会发现这个理论其实并没有回答生命的起源问题

[00:16:31] 只不过是把责任推到了别处而已

[00:16:34] 我们可以继续追问陨石上的生命又是如何发生的呢

[00:16:39] 其实呢

[00:16:39] 宇宙胚种说在科学界只能算是一个很不重视的边缘假说最重要的原因啊

[00:16:45] 是缺乏证据

[00:16:47] 科学最看重的是证据

[00:16:49] 而不是推测

[00:16:51] 当然也有一些知名的科学家喜欢这个假说

[00:16:54] 例如DNA 结构的两个发现者之一的著名的克里克和他的同事奥格尔就写文章说过聪明的外星人故意把生命的种子撒播在了地球上还有那个著名的天文学家霍伊尔和他的同事认为外太空不但给地球带来了生命还带来了流感和豚鼠一

[00:17:15] 但是他们的这个观点不但没有增强宇宙胚种说的说服力

[00:17:19] 反而起到了反作用

[00:17:21] 因为生化学家很容易驳斥他

[00:17:23] 要证明流感和鼠疫来自太空

[00:17:26] 这显然比要证明一些原始生命的包子

[00:17:30] 来自于太空要更加困难得多了

[00:17:33] 讲到这里呢

[00:17:33] 我想插一句题外话

[00:17:35] 我平时收到的留言或者私信提问啊最多的一种格式是这样的

[00:17:40] 请问汪老师巴拉巴拉的说了一堆的

[00:17:43] 他的看法

[00:17:44] 然后他问您认为我说的这个有可能吗

[00:17:47] 那么遇到这种格式的问题啊

[00:17:49] 是我最怕的问题

[00:17:50] 为什么呢

[00:17:51] 因为要否定可能性简直啊

[00:17:53] 从逻辑上来说是不可能的

[00:17:56] 哪怕是违反了我们已知的物理法则

[00:17:59] 我也不太敢直接回答说不可能因为这一句回答往往会陷入无法脱身的哲学思辨中了谁都可以反驳说

[00:18:07] 你凭啥说人类已知的物理法则就是终极真理了

[00:18:11] 我一般都不会轻易回答这类格式的问题

[00:18:14] 我更希望大家的提问格式呢

[00:18:16] 是这样的

[00:18:17] 我的假说与已知的科学理论有矛盾吗

[00:18:20] 这样的问题啊

[00:18:21] 我就容易回答得多

[00:18:22] 因为我只需要陈述一个客观事实不需要带有主观判断了

[00:18:27] 那么在网络上啊

[00:18:28] 还好办一点

[00:18:28] 我只要假装看不见就可以了

[00:18:30] 最难受的是在线下的演讲会上

[00:18:33] 有人提这样的问题我总是会头很大

[00:18:35] 因为在线下演讲会上我总不能假装没听见吧

[00:18:38] 对吧

[00:18:38] 那一般来说呢

[00:18:39] 如果是小朋友啊

[00:18:40] 我会出于保护他的好奇心回答他你的想法很好

[00:18:44] 很有趣

[00:18:45] 我想呢

[00:18:46] 这也不是不可能的

[00:18:47] 但是还需要做更多的研究设法用科学的方法来证明它

[00:18:52] 如果是成人呢

[00:18:53] 我会根据实际情况回答说

[00:18:55] 我觉得这是有可能的

[00:18:57] 但需要证据

[00:18:57] 或者说你的这个想法并不违背已知的物理法则

[00:19:01] 或者说呢

[00:19:02] 你的这个想法可不可能我不知道我只知道啊

[00:19:06] 他违背了已知的物理法则

[00:19:08] 现在呢

[00:19:09] 大多数生物学家是这么认为的

[00:19:11] 无论是什么促使了生命的发生在整个地球漫长的历史中都只发生了一次

[00:19:18] 那是生物学史上最不同寻常的事件很可能也是所有我们已知的世界中最重要的一件

[00:19:26] 这个世界上所有活着的生物植物也好动物也好全都死于同样的一种原始抽动

[00:19:34] 在难以想象的遥远的过去某一个创世的时刻

[00:19:39] 有一小团化学物质造动了一下

[00:19:42] 于是就有了生命

[00:19:44] 她吸收了一点营养轻轻的拨动了几下存在了极为短暂的一小会儿

[00:19:50] 这种事情可能已经不止发生了一次

[00:19:53] 但是这一次呢

[00:19:54] 却有一点小小的不同

[00:19:56] 因为同时发生了另外一件极不寻常的事情

[00:20:00] 他把自己劈开一分为二

[00:20:02] 生出了另外一个自己一小段基因物质从一个活体传向了另外一个活体

[00:20:09] 从此啊

[00:20:10] 再也没有停下来

[00:20:11] 不断地传了下去

[00:20:13] 这是创造世间所有生命的一刻

[00:20:15] 在生物学上就被称为大诞生时刻big birth

[00:20:20] 实际上我们每个人都是同一种基因戏法的结果

[00:20:25] 这种系法一代又一代地传递了差不多40 亿年

[00:20:30] 不论你走到世界的何处

[00:20:32] 也无论你看到的是动物

[00:20:34] 植物虫子还是任何不知名的东西

[00:20:37] 只要是活的

[00:20:39] 他们使用的就是同一部遗传词典用的同一种编码

[00:20:43] 所有的生命本质都是一样的

[00:20:46] 因此啊我们才有了转基因的可能不同生物的基因可以互相转来转去

[00:20:52] 把动物的基因转到植物中或者反过来都已经不是什么新鲜的事情了

[00:20:58] 糖尿病人赖以生存的胰岛素

[00:21:00] 现在最常见的一种制造方法呢

[00:21:02] 就是将人体的一个基因片段转入到大肠杆菌中

[00:21:07] 于氏啊

[00:21:07] 大肠杆菌就会开始制造胰岛素了

[00:21:10] 虽然这些胰岛素对他们来说是毫无作用的

[00:21:14] 但是对于糖尿病人来说就是救命的

[00:21:16] 所以啊

[00:21:17] 从基因的角度来说

[00:21:19] 这些基因片段分不出彼此

[00:21:21] 我们与细菌都是同一个起源

[00:21:24] 这从基因的角度看

[00:21:26] 过去是证据确凿的

[00:21:28] 其实都没有必要再去纠结缺失的那些化石证据好了

[00:21:34] 这就是农历丁酉年鸡年的最后一期节目

[00:21:37] 我们狗年再见啦

[00:21:50] 科学声音

[00:21:53] 好

[00:21:53] 下周就是过春节啦

[00:21:55] 我们科学有故事的节目呢

[00:21:56] 也会停播一期啊

[00:21:58] 我要休息一周

[00:21:59] 这一年以来呢

[00:22:00] 我几乎没有任何一天是停笔的几乎每天都在录节目

[00:22:05] 所以呢

[00:22:05] 我也想趁这个春节的假期啊

[00:22:07] 给自己放一个假

[00:22:10] 不知道你们那里的年味怎么样啊

[00:22:11] 反正在上海呢

[00:22:13] 因为烟花爆竹都不让放了各种小店也都关门了

[00:22:17] 所以呢

[00:22:17] 越是过年越是显得冷冷清清

[00:22:20] 以前小时候过年最开心的两件事情啊

[00:22:22] 一件是放鞭炮一件呢

[00:22:24] 是可以吃到各种平时吃不到的东西

[00:22:27] 现在的孩子啊

[00:22:28] 已经无法体会这种过年的感觉了

[00:22:31] 我都不知道对我女儿的这一代来说啊

[00:22:33] 过年还有什么特殊的记忆

[00:22:35] 不想来想去啊

[00:22:37] 似乎已经没有了年30 晚上不知道你们干嘛我呢

[00:22:41] 反正是跟平时一样没有任何的区别

[00:22:43] 如果你想分享一下你今年大年夜的计划可以留言给我好感谢收听

[00:22:49] 本期节目

[00:22:50] 如果你喜欢我的节目可以给我发个红包

[00:22:53] 我们很快就会再见

[00:23:33] 嗯