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可贵的错误理论
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在“生命起源问题”的早期研究中，1953年的米勒-尤里实验是最重要的那一个。这个实验在装有一氧化碳、水和氨等无机物的烧瓶里不断通电，模拟电闪雷鸣的原始大气，果然产生了许多种类的有机物，甚至包括了一些氨基酸。
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从实验本身上讲，它很成功，从舆论上讲，它也达到了声势浩大的“祛魅”效果，让人们普遍接受了生命和非生命之间并无不可逾越的鸿沟的事实。
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但很遗憾，由此提炼的原始有机汤假说很可能不是正确的。尽管许许多多的后继研究者努力想要修补这个假说，让它更加吻合地质化学上的观察数据，但它始终面临着一个更根本的难题。
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如果要选择一个象征生命科学的符号，那么，DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构一定当仁不让，甚至要选择能代表自然科学的符号，人们也只会在双螺旋结构和卢瑟福的原子模型[1]之间犹豫不决。
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图1—1 图表化的DNA双螺旋结构和卢瑟福原子模型。（作者绘）
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的确，纵观人类的整个科学史，富兰克林、克里克与沃森等人发现DNA双螺旋结构绝对排在20世纪最重大自然科学成果的前三名，但是回到1953年，DNA双螺旋结构的论文在《自然》杂志上发表的那一年，这篇论文却并没有吸引太多目光，因为整个生物学界都在谈论爆炸性的“米勒-尤里实验”：有人在烧瓶里模拟了生命诞生前的原始地球，结果，烧瓶里自动出现了生命诞生的关键材料——氨基酸。
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“米勒-尤里实验”是人类历史上第一次用科学实验探索生命的起源，当时的人们普遍认为它成功地证明了生命可以在无机环境中自发诞生，甚至解释了生命的起源。
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这个实验的声望如此煊赫，解释起来却并不复杂。它试图验证的就是那个公众最熟悉的生命起源假说——原始有机汤假说：在原始地球上，无机物在某种条件下形成了许多有机物，它们积累在海洋中，使海水变成了“原始有机汤”，而这些有机物彼此之间发生了越来越复杂的反应，最终形成了生命。
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这个假说本来在20世纪20年代就已经问世，但最初的提出者只停留于理论构想而已，并没有想到用可以观察的事实验证一下[2]。于是，1953年2月，在助教斯坦利·米勒（Stanley Miller，1930—2007）的热情的感染下，芝加哥大学的化学教授哈罗德·尤里（Harold Urey，1893—1981）放下了研究陨星成分的课题，转投到这件近乎浪漫的事情上。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256270]
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·星空与海洋·
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是的，生命起源研究和天体化学有着千丝万缕的联系。比如在20世纪50年代，当时的天文学家已经通过光谱分析，知道了木星和土星等气态巨行星的大气主要由氢、氨和甲烷等还原性气体构成，并且据此推测原始地球也有这样的大气和剧烈的风暴。
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图1—2 米勒-尤里实验装置的示意图。当代版本一般会在最下方的“冷凝水”部分加一个取样探头，方便检测反应产物。（来自YassineMrabet | Wikicommons及本书作者）
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于是，米勒和尤里在一个盛了水的烧瓶里充满这些气体，密封后插入电极，不断用电火花模拟原始地球上的闪电，一直持续了一个星期。然后，他们发现10%到15%的碳元素都形成了有机物，而且复杂程度远远超过他们最疯狂的想象：除了甲酸、乙酸、丙酸、乳酸这样常见的羧酸以外，还有2%的有机物是氨基酸，其中不乏甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸这些蛋白质中常见的氨基酸。
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1953年5月，“米勒-尤里实验”在《科学》杂志上发表，立刻在科学界引起了强烈的反响，因为它有力地证实了即便脱离生命，简单的无机化学反应也能产生丰富的有机物，进一步地，人们普遍认为这证明了原始有机汤假说。
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所以，在此后的半个多世纪，不断有研究者设计类似的实验，除了模仿原始地球的闪电和强紫外线之外，富含硫元素的火山喷发也被模拟出来，他们试图发现原始有机汤中究竟包括哪些分子，果然又有十几种氨基酸在烧瓶里相继问世。另一些生物化学家致力于研究这些简单有机物如何进一步形成核酸和蛋白质，比如在2009年，《自然》杂志上的一篇论文就讨论了这些简单有机物如何在水中形成胞苷一磷酸（CMP）——遗传密码中的字母“C”I。
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这样说来，原始有机汤假说已经顺理成章地解释了许多问题：那些小分子无机物在原始地球的各种条件下发生了各种越来越复杂的化学反应，产生了越来越复杂的有机物。这些有机物溶解在原始的海洋里，又彼此发生了更加复杂的联系：核酸浓缩起来形成了遗传密码；氨基酸浓缩起来形成了蛋白质，催化各种新陈代谢；最后，磷脂则因为分子两端有相反的极性，而在海水中自发地聚集成囊泡和薄膜，把这一切包裹住……事儿就这样成了，细胞诞生了！
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图1—3 磷脂分子组装成囊泡，把核酸与蛋白质包裹起来，形成原始细胞的示意图。那些两条尾巴的火柴头似的东西，代表我们在高中生物课上反复接触的磷脂分子。它们的尾巴不溶于水，因此互相纠缠起来，最终组装成一个空心的囊泡，而核酸与蛋白质会被包裹进去，这就形成了原始细胞。不过，为了表现方便，这张示意图格外夸大了磷脂分子的尺寸，以致囊泡里面的空间那样狭小，都画不下核酸和蛋白质了。但实际上，磷脂构成的细胞膜非常薄，图序—3才更加符合实际比例。（作者绘）
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作为第一个建立在科学上，而且相对完整的生命起源理论，它获得了巨大的关注和信任，时至今日，几乎所有的公立学校教科书都会把“米勒-尤里实验”和“原始有机汤”结合起来，作为“生命起源”的标准回答。
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但这个假说经不起推敲，人们只顾沉浸在科学突破的喜悦中，竟对两个明显的破绽视若无睹。
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