科学家提出地球生命起源于寒冷世界

英国每日电邮报道，35亿年前地球上的生命是如何开始的仍是最有趣但知之甚少却备受争议的生物学领域。1871年，查尔斯·达尔文（CharlesDarwin）推测称生命可能开始于“温暖的小池塘”，而其它人认为最终的生命摇篮位于从热温泉里喷涌出的富含矿物质的水里。

现在一支研究小组提出了一项令人惊讶的替代理论：生命具有冰的起源，这代表了对生命可能性以及它是如何从无生命的世界里（名为无生源说的事件）产生的彻底革新性的思考的趋势。

寒冷起源的理论初看起来令人非常困惑，因为携带有遗传信息（DNA和RNA）的链状分子会选择温和的环境，也即既不太冷也不太热。这些名为核酸的分子比单个原子更大，但同时又足够小到能被周围分子撞击到四处。

而这种撞击的程度取决于温度：温度太低将无法产生足够的运动摇动分子相互分离同时猛击它们相互合成美丽的化学反应；温度太高所有的化学结构将撞击成碎片。现在英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的菲利普·霍里格尔（PhilipHolliger）提出的最新观点结合了另外两种可能的生命起源要素。其中一种要素来自于所有生命依赖于的两种核酸：脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA。DNA携带遗传密码代代相传，而RNA充当信使分子与其它物质一起统治细胞内蛋白质的建造。

尽管RNA非常精密，但它或许是最初生命体的更好的候选者，因为它比DNA更灵活，无论是信息携带还是催化化学反应。这种灵活性导致很多人相信在现在的DNA世界之前曾存在一个“RNA世界”（尽管RNA世界仍然存在，因为近期研究显示RNA所起的重要作用不仅仅是充当信息携带者）。

起源的第二个成分在于另一个观点，也即进化起源的一个关键因素在于细胞膜的出现，后者将创造一个养育之前的RNA生命机器的环境。

霍里格尔博士将这些成分连接在一起以克服RNA世界的问题：没有任何已知的RNA酶能够复制与自身长度相同的RNA段。在仔细检查RNA序列复制其它RNA的能力后，研究小组发现一种RNA酶能够产生相似大小的链，且它在零度以下的温度下工作的更好。

其中的原因在于冷藏提供了生命的第二个关键成分：作为RNA冻结的含盐溶剂，冰晶形成离开了浓缩的RNA口袋。如果它保持冷冻，那么情况就保持这样。但如果它溶解了又再冰冻，那么复制的RNA就能自由进出这些冰冷的摇篮，竞争成为组成成分并适应寒冷的环境，这就推动了进化的不断发展。

但剑桥的研究小组并未完全解释这一理论：RNA链本身并非酶，因为长链核酸并不会以正确的方式折叠——但这只是时间问题。更不可思议的是，这项研究属于延伸生命可能性的更宽广的一步的一部分。霍里格尔和他的研究小组在使用他们所谓的“人造细胞”通过合成进化培育RNA和DNA。但其它所谓的异种核酸或者称XNA，在自然界并不存在。他们总结称活体信息能够通过DNA和RNA以外的化学物质传递。

研究小组发现了至少6种非自然的核酸能够分享信息。这些XNA之一便是己糖醇核酸，或者称HNA，它能够进化并折叠成生物有用的形式。另外，名为苏糖核酸（TNA）的分子能够结合RNA从之前的RNA世界复制信息至新的RNA世界。因此XNAs可能充当了生命的化学脚踏石的角色。

同时，美国基因学家克雷格·文特尔（CraigVenter）在他的最新书籍《光速的生命》中描述了，他位于美国加州拉荷亚和马里兰州罗克维尔市的研究所试图利用混合酶，核糖体、脂肪和其他分子，包括人工合成的DNA基因组，在无需之前存在的细胞的前提下，创造新的细胞和生命形式，也就是从无到有创造生命。

这种无需先前存在细胞的新形式的基因信息和生命可能导致活体生物大量涌现，而这不仅仅是出现在身处地球的科学家们的想象里，而是存在于整个广袤遥远的宇宙里。（编译/严炎刘星）