“生命是怎么来的？”
关于生命起源的问题，至今仍是科学界最复杂的未解之谜之一。目前的主流理论基于化学演化和自然选择，但具体过程尚未完全明确。以下是科学界提出的几种主要假说和关键证据：
一、化学演化理论（Abiogenesis）
原始地球环境
- 45亿年前地球形成后，大气富含甲烷、氨气、水蒸气和二氧化碳，缺乏自由氧（还原性大气）
- 频繁的闪电、火山活动和紫外线辐射提供能量
有机分子合成
- 米勒-尤里实验（1953）：模拟早期大气通过放电成功合成了氨基酸等有机物
- 星际分子证据：太空中已检测到100多种复杂有机分子（如甲酸、乙醇）
分子自组织
- 脂质分子自发形成囊泡（原始细胞膜雏形）
- 黏土矿物催化RNA前体合成（蒙脱石可促进核苷酸连接）
二、关键进化阶段假说
RNA世界假说
- RNA同时具备遗传信息存储和酶催化功能（如核酶）
- 实验室已合成能自我复制的RNA分子（2016年Scripps研究所实现6倍扩增）
新陈代谢优先理论
- 海底碱性热泉口（白烟囱）提供质子梯度，驱动化学反应
- 铁硫簇矿物催化CO₂与H₂合成乙酸等有机物
膜系统演化
- 脂肪酸囊泡可包裹核酸并分裂（2017年哈佛团队实现光驱动分裂）
三、重要证据链
化石记录
- 西格陵兰37亿年叠层石（微生物席遗迹）
- 澳大利亚34.8亿年Apex燧石中的疑似微生物化石
生物标记物
- 27亿年前页岩中发现2-甲基藿烷（蓝菌光合作用产物）
天体化学佐证
- 默奇森陨石含70多种氨基酸（包括非地球型手性比例）
四、未解难题
- 手性起源问题：生物分子为何选择左旋氨基酸和右旋糖
- 遗传密码起源：核酸到蛋白质的信息转译系统如何形成
- 能量转换机制：ATP合成酶等精密分子机器的演化路径
五、最新研究进展（2020年代）
- 硫酯驱动缩合反应（2022《自然化学》）：火山气体中H₂S促进肽键形成
- 干湿循环模型（2023《科学》）：火山岛间歇性脱水促进RNA延伸
- 光系统前体模拟（2021《美国化学会志》）：锌卟啉在原始膜中实现质子泵功能
目前最被接受的假说认为：生命起源于40-38亿年前，通过深海热泉系统的非生物有机合成→RNA分子自复制→膜包裹形成原细胞→遗传密码系统建立。2017年合成生物学已实现人工合成最小基因组细胞（JCVI-syn3.0），但距离完全解析自然起源仍有差距。NASA天体生物学研究所正通过火星采样和系外行星大气光谱分析寻找生命起源的普遍规律。
