2005年6月23日晚上7点,第十四届生命起源国际大会颁奖晚宴在慈禧太后当年看戏的颐和园听鹂馆举行。美国斯克里普斯研究院的乔伊斯教授获得了国际生命起源协会的最高奖——尤里奖,他在高高的戏台上发表自己的获奖感言,34个国家的300多名学者见证了这一时刻。
他说:在我的研究生涯中,我要特别感谢一位大家都很熟悉的朋友,斯坦利·米勒,他曾经给了我很大的帮助,激起我对生命起源的理论研究兴趣,同时鼓励我进行实验研究。
正对着戏台的“寿膳厅”前,顺着一条通道向上看,时年75岁的米勒坐在轮椅上,他也出席了整个晚宴,看着乔伊斯在高台上发言。今天晚上他精神很好,看上去非常兴奋。当他听到乔伊斯提到自己的名字时,心情异常激动,这让他想到了自己在芝加哥大学时的年轻岁月。
1953年,美国芝加哥大学的教授协会正在举行一场激烈的辩论。当时的教授协会可以说是人才济济,原子弹研制的关键人物费米、“氢弹之父”泰勒、诺贝尔化学奖获得者尤里等都是当时的风云人物。这次辩论的焦点就是尤里23岁的学生米勒(stanlev Miller,1930~2007)设计的一个新颖别致的实验。他要用实验的方法探索生命迷踪,试图用化学方法模拟生命起源的过程,合成生命的重要物质基础氨基酸。
在座的很多教授都对这个毛头小伙子的实验设想进行了无情的质疑。他们认为,生命起源是一个亘古未解之谜。地球上的生命产生于何时何地?是怎样产生的?人们在破解这一谜底之时,遇到过不少的陷阱。有时候仿佛见到了前所未有的光明,但实际上还是空欢喜一场。
当法国著名的科学家巴斯德破除了生命产生的自然发生论时,“腐草化萤”的说法不再为人所称道,但生命的起源似乎还是迷雾一团,即使在科学昌明的20世纪中期,相信生物和人类是上帝或者其他神灵所创的说法还是颇为流行。比如流行的一个观点就认为,生命就像蒲公英一样,本来就是宇宙所固有的,它飘到哪个星球,哪个星球就产生生命。著名的物理学家亥姆霍茨和化学家阿伦尼乌斯就认为宇宙中一直存在生命的种子,它们以孢子的形式,在太阳光的压力下,不断在星际间流走,落在地球上,地球就有勃勃生机。甚至还有其他关于生命起源的学说,都很神奇,可都缺乏关键性的证据;而米勒的实验设想,既没有前人的工作基础,也没有非常合理的解释,完全不可行。
但年轻气盛的米勒似乎早就准备好了让教授协会的教授们责难,他丝毫不以为意。他说,自从达尔文的进化论发表以后,认为物种的起源是生命本身演化的结果的思想已经很流行。但从非生命物质到生命物质的过渡完全是化学行为。地球的早期混沌一团,各种物质结构非常不稳定,熔岩四处喷射,这为化学行为创造了非常好的活动场所。在这一理想场所,偶尔产生生命的物质基础氨基酸并不是什么难事,就算是亿万分之一,这种概率还是存在的。
“如果我们能够模拟出原始地球的大气成分,再模拟出当时电闪雷鸣的外在条件,就有可能获得我们心中的氨基酸。”米勒在总结陈词中非常自信地说。 米勒所信奉的生命起源的化学学说最初是从他的老师尤里那里听说的。他的导师提到了在具有高度还原性的地球大气中出现生命的可能性,并且建议感兴趣的人去开展实验。在老师的启发下,他逐步了解了苏联科学家奥巴林提出的“化学演化论”。
原来,在19世纪末20世纪初,有关生命起源的种种猜测非常流行,人们从生物、化学、物理和地质各方面的角度出发,探索着生命起源的线索和本质。德国化学家维勒1824年第一次在实验室人工合成了有机物尿素。而随着十月革命的成功,恩格斯关于“生命的起源必然是通过化学途径实现的”这一论点在苏联非常时髦。
当时,奥巴林凭着自己丰富的化学知识,在1922年就提出了还原性大气中可能生成有机物,并且提出生命最早产生于地球上的“原始汤”:在这个不起眼的原始星球上,地球表面到处是岩石和荒野,火山喷薄而出,地震绵延不断,呼啸而来的飓风吹过每一寸土地,地球内部的物质被高温分解成气体,伴随地壳的运动,冲入空中,形成了最初的原始大气。但此时的大气并不适宜人类居住,因为它很原始,缺乏供给生命呼吸的氧气。它的主要成分是水蒸气、氨气、氢气和甲烷。而原始地球的海洋也很小,因为没有臭氧层,太阳中的紫外线辐射和其他射线可以直穿大气层达到地面,而雷电、火山和放射性物质为生命的进化提供了大量的能源。这种原始大气在化学活动频繁的条件下,为无机物向有机物的发展提供了巨大的便利,氨基酸、核苷酸等生命的化学基础应运而生。随着地壳运动的渐趋缓和,火山不再像以前那样活跃,真正的大气开始形成,雨水把各种氨基酸运到地球的各个角落。32亿年前,产生了最原始的细胞,从此开始,这个星球上就有了生命,渐渐有了各种微生物、植物和动物,并最终产生了我们人类。
奥巴林把自己的理论设想发表在《莫斯科生物学通讯》上。1924年,他根据自己的最初设想,把自己的理论进行了扩充和普及,写就了《生命的起源》一书。1936年,奥巴林再次对自己的著作进行了修订,出版了《地球上生命的起源》,并在英美等国出版了英译本,从而使他的理论学说漂洋过海,在芝加哥大学年轻的米勒身上产生了波澜。
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