化學(xué)起源說(shuō)是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說(shuō).這一假說(shuō)認(rèn)為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后,在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),由非生命物質(zhì)經(jīng)過(guò)極其復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程,一步一步地演變而成的.化學(xué)起源說(shuō)將生命的起源分為四個(gè)階段:
第一個(gè)階段,從無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子的階段,即生命起源的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程是在原始的地球條件下進(jìn)行的,這一過(guò)程教材中已有敘述,這里不再重復(fù).需要著重指出的是米勒的模擬實(shí)驗(yàn).在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”.米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環(huán),接著他通過(guò)兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過(guò)程.經(jīng)過(guò)一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后.米勒分析其化學(xué)成分時(shí)發(fā)現(xiàn),其中含有包括5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物,同時(shí)還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位.米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí),生命起源的第一步,從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì),在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的.
第二個(gè)階段,從有機(jī)小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì).這一過(guò)程是在原始海洋中發(fā)生的,即氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子物質(zhì),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累,相互作用,在適當(dāng)條件下(如黏土的吸附作用),通過(guò)縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子.
第三個(gè)階段,從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系.這一過(guò)程是怎樣形成的呢?前蘇聯(lián)學(xué)者奧巴林提出了團(tuán)聚體假說(shuō),他通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,將蛋白質(zhì)、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動(dòng)地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團(tuán)聚體.奧巴林等人認(rèn)為,團(tuán)聚體可以表現(xiàn)出合成、分解、生長(zhǎng)、生殖等生命現(xiàn)象.例如,團(tuán)聚體具有類似于膜那樣的邊界,其內(nèi)部的化學(xué)特征顯著地區(qū)別于外部的溶液環(huán)境.團(tuán)聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應(yīng)物,還能在酶的催化作用下發(fā)生特定的生化反應(yīng),反應(yīng)的產(chǎn)物也能從團(tuán)聚體中釋放出去.另外,有的學(xué)者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說(shuō),以解釋有機(jī)高分子物質(zhì)形成多分子體系的過(guò)程.
第四個(gè)階段,圖7團(tuán)聚體簡(jiǎn)單代謝示意圖第四個(gè)階段,有機(jī)多分子體系演變?yōu)樵忌?這一階段是在原始的海洋中形成的,是生命起源過(guò)程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段.