水是生命之源,但为什么也是地球上第一个生命最大的威胁?(2)

2023-09-25 07:22  互联网

1920年代,许多研究人员认为生命起源于海洋,富含碳的化学混合物被称为原始汤。这个观点是由苏联的生物化学家亚历山大奥帕林和英国的遗传学家霍尔丹提出的。每个人都把年轻的地球想象成一个巨大的化工厂,其中许多碳基化学物质溶解在早期海洋中。欧帕林认为会一些简单的分子会形成越来越复杂的颗粒,最终形成碳水化合物和蛋白质。

1950年代,科学家开始对生命起源进行实验室研究。1953年,美国芝加哥大学一位名叫斯坦利米勒的年轻研究员进行一项著名的实验,这个实验证实生命起源于海洋的想法。

米勒用一个装有水的玻璃烧瓶模仿海洋,并用另一个装有甲烷,氨和氢的烧瓶模拟早期的大气。试管连接烧瓶,电极模拟雷电。几天的加热和电击足以制造甘氨酸,最简单的氨基酸和蛋白质的必需成分。

图注:米勒用简单的试验装置合成氨基酸。

但是随着对细胞的深入研究,许多科学家发现这个想法存在一个根本问题:生命的基石分子可以在水中分解,这让蛋白质和核酸在其关节处易受伤害。蛋白质由氨基酸链组成,而核酸是核苷酸链。如果将链条放在水中,大量的水将攻击链环并最终使其断裂。

1986年,已故的生物化学家罗伯特夏皮罗在其著作《起源》中写道:在碳化学中,水是大分子最大的敌人,因为分子可以被水分解。这就是水的悖论。