科學家離了解地球生命起源有多近?我們何時(如果真有那麼一天)能夠用純科學術語解釋生命的起源?

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紐約州特洛伊倫斯勒理工學院化學系的詹姆斯·P·費里斯(James P. Ferris)對粘土礦物催化 RNA 反應的能力進行了廣泛的研究。他提交了以下回應

“科學家們離了解地球上導致生命起源的確切過程還很遙遠。他們可能永遠無法知道確切的答案,因為這種非常原始的生命的證據可能已經被從它進化而來的更有效率的生命所摧毀。但是,科學家們在理解可能導致生命起源的化學過程型別方面取得了重要進展。

一個簡單的例子可能有助於說明對確切答案的瞭解與對問題的可能答案之間的差異。我的一位朋友打電話告訴我,他在聖地亞哥;然後他要求我推斷他從紐約州特洛伊到達那裡的確切路線。從我上次與他相遇時起,我可以猜測他是乘飛機還是汽車從特洛伊出發的。然後我可以嘗試確定他乘坐了哪家航空公司或走了哪條高速公路,但我永遠不會知道,除非我可以訪問所有航空公司的計算機系統並找到他的預訂資訊,或者可以走完從特洛伊到聖地亞哥的所有路線,在加油站停下來,詢問他們是否記得見過這個人。在沒有這些詳細資訊的情況下,我將不得不滿足於根據我對起點和終點以及他完成旅行的大概時間的瞭解來制定合理的方案。


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“我們對生命起源的理解也處於類似的困境。由於我們沒有關於確切步驟的詳細資訊,我們將不得不滿足於根據大約 40 億年前生命起源時早期地球的情況資訊來制定合理的方案。一種合理的方案認為,地球上最早的生命是基於核糖核酸(RNA),一種比 DNA 更簡單的化學近親。許多研究人員專注於 RNA,因為它能夠儲存遺傳資訊並催化反應;這些是生命系統中必不可少的過程。在這種方案中,人們認為 RNA,一種聚合物(長鏈分子),是由在原始地球上自然產生的重複化學單元(稱為單體)逐漸串聯而成的。

“最近的研究表明,在粘土表面,單體有可能形成 RNA,粘土可以催化或化學輔助聚合反應。在試管中進行的實驗(體外)表明,具有一種催化活性的 RNA 可以演變成具有不同催化特性的 RNA。這兩組實驗表明,有可能證明粘土礦物如何允許形成能夠以形式進化的複雜 RNA 分子。如果這個推論是正確的,那麼這項研究就為生命起源的合理方案提供了支援。但是,正如關於我的朋友從特洛伊到聖地亞哥所走路線的問題一樣,我們永遠不會確定。正如我的朋友可能透過向東飛往歐洲和日本到達聖地亞哥一樣,生命可能也以同樣迂迴的路線進化而來。”

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