| 文／張儒民 |
幾種假說 在《海外校園》的第63、64兩期上，有〈化石朋友〉及〈遙想當年池塘中〉，各從化石和基因的角度，跟我們分享生命的發源。筆者現在要把時間表更往前推，推到地球上還沒有生命時，從這個角度看生命如何來到，所謂“分子進化”。 在分子進化理論的圈子之中，大約有四個主要的假說。其中三個假說，都是說生命就在地球上發源。而其中最出名的假說，就是原始肉湯的假說。這就是黃力夫教授在〈遙想當年池塘中〉，提到的一個假說，即生命從某樣的一個池塘裡開始。 那第二個假說呢，是核酸世界的假說：認為核糖核酸（RNA）先出現，後面才有蛋白質和脫氧核糖核酸（DNA）分子以及原始生命細胞。 第三個是深海熱泉假說，認為不是在池塘的裡面，而是在深海的底部有一個熱泉，在那裡面進行生物大分子的合成並誕生出來第一個活細胞。 但是有一些另外的進化論者，相信外太空胚種假說，認為地球短暫的歷史不足以支援生命的誕生。45億年之前地球才形成，形成之後，又有數億年的劇烈隕石雨階段。在那個階段，巨大的隕石頻繁地撞擊本來就灼熱的地球，地表產生極大的熱量，足以把當時整個地球上所有的水，完全蒸發到空氣當中。隨著地球的漸漸冷卻，空氣中的水又凝聚下落，並再度蒸發。蒸發與凝聚，這樣的情景反覆多次發生，直到地球足夠冷卻，地表終于被汪洋大海覆蓋。 科學家推測，地球最早的生命細胞，出現在大約36億年前後。據此進一步推斷出，當隕石雨減緩下來的時候，生命也就幾乎同步在地球上出場了。所以有的科學家說這個時間太早，短短幾百上千萬年的時間，不大可能產生生命細胞，所以主張生命是從外太空送過來的。怎麼送過來的呢？也許在末期的隕石雨的裡面，攜帶著或許從火星或其它地方來的生命孢子。于是地球逐步變成一個繁花似錦的生命世界。
著名實驗 1953年，發表了著名的米勒─尤里實驗。實驗者發現，如果用一些簡單的氣体，比方說：水汽、氨氣、甲烷、氫氣，將其放在一個密封的玻璃容器裡邊，通電經過若干天之後，就可以產生出一些簡單的氨基酸分子。 這個實驗曾經震動當時的科學界：啊哈，生命的分子原來可以是這樣來的！但是直到今天，原始地球早期的大氣層裡面，是不是含有那幾種成分，而且絕對沒有氧氣，科學家至今沒有一致的結論。所以，這個米勒─尤里實驗固然很有意思，但是並不證明生命小分子就是這樣從無生命的分子來的。 另外，就是構建核酸的單元核甘酸的問題。四個核甘酸單元，其穩定性都非常不夠，在深海熱泉裡，有的半衰期才短短兩三週，長的也只有一年到12年。所以科學家估計，核酸如果是進化來的話，進化就必須非常迅速。 而且，即使生命的小分子產生出來了，還有一嚴重的問題，就是生命小分子的消旋特性。譬如說氨基酸在蛋白質裡面是左旋的，但是在合成的時候左旋、右旋同時產生；核甘酸裡面的醣是右旋的，在合成的時候，卻又左右旋同時產生。這樣消旋的生命小分子，如何產生出具有單一旋光性的生命大分子，這個是科學家至今未解的難題。 這也就是說，生命的發源，在許多關鍵的步驟上，實在仍然沒有人真正知道。 最後，即使有了這些生命的大分子、生命的小分子，它們如何組裝成一個可以進行物質、能量與資訊代謝的新陳代謝的網絡？而且可以互相通訊、相互作用，組成一個完整的結構精密的活細胞？這些都是科學家所不知道的。
相似生命 其實達爾文進化的理論，如果不把上帝的創造排除開的話，倒是一個很美（不至于只是淒美）的理論。為什麼呢？整個生物圈裡面所有的生命，今天科學家知道的已經知道170萬種的生命，但是估計至少還有200萬到1億種是他們所不知道的。地球生物圈是個異常複雜的生命系統，有過成百萬上千萬甚至上億的生命。達爾文卻提出了驚人的一体化理論，宣佈所有的這些生命，其實都息息相關，同出一源。 在1859年出版的《物種起源》第一版中，達爾文提出所謂自然選擇的學說，即在生存競爭的壓力下，生物變異經過所謂自然選擇這一篩子，就導致適者生存。這就是他的自然選擇理論的一個基本簡單的陳述。 但是，達爾文並不知道生物變異的原因。與他同時代的奧地利的科學家孟德爾，他同時是一位天主教的神父，提出基因的概念，和遺傳學基本的定律──遺傳學也從他那裡開始。到了二十世紀初，孟德爾的基因概念被重新提出和發現，人們越來越了解基因大約是什麼東西：DNA是基本的遺傳物質，它可以發生突變，而且還可以重組，這些可以導致生物的變異。 這與進化論倒並不衝突。即使是不接受進化論教條的生物科學家，也承認基因可以突變，可以重組，在自然選擇中可以導致生物的變異。不過，這些通常是個体的變異，我們把它叫做微觀進化。 解釋宏觀進化的跨種進化理論，也在不斷進化中。進化論越來越鍾愛另外一些觀念，比如基因的倍增 （Gene Duplication）：把基因（包括負責某代謝網絡的一組連鎖的基因）倍增一下，這額外的一份再變異重組，可以導致新的功能之獲得，變種甚至新種的形成，達成宏觀的進化。 進化理論有沒有證據呢？微觀的進化有大量的證據，在實驗室裡面可以觀測得到。然而新種的形成，證據卻是微乎極微。 進化論的最重要的證據，就是生命的相似。生物圈裡所有的生命，從低等到高等，其生命的同質性，都讓人難免聯想起生命是同溯一源的。 然而這同質性，不正也可以讓我們提出另外一個假說，就是生命其實出于同一個基本設計，同一個基本藍圖？那不是同樣甚至更為合理嗎？或許到了我們回去看看聖經《創世記》的時候了。□ □ 作者來自中國湖南，獲得生物化學博士，任職于美國新澤西先靈保雅制藥公司研究所。本文取自其在2003年8月于新澤西州《生命科學論壇》演講之內容。□ □
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