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接下来，关于这些物质要如何组成长链的RNA，白烟囱假说又提出了非常独特的解释：热泳效应能够让这些物质在白烟囱的毛细管道里聚合成长链，这还可能附带解决一些其他的问题。
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要让RNA世界假说在理论上成立，我们起码要证明一件事：RNA这种东西的确可以出现在没有生命的原始地球上。这并不是太难的事情，尤其对于那些已经熟悉了第三幕，掌握了许多简单却活跃的有机物的知识的读者，这将是水到渠成的一章。
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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？ [:1700256326]
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·拆解核酸·
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在RNA世界假说中，头号重要的反应无疑是制造了RNA的反应。但经过了整个第三幕，最初的固碳作用，或者说地质化学版本的乙酰辅酶A路径，就只给我们制造了甲酸、甲醛、甲醇、乙酸之类的最简单的小分子有机物。而RNA是极其复杂的生物大分子，你在第六章见过它们的图示，那可是盘结扭曲的一大长串，拥有复杂的三维形状。乍看起来，这两者之间有着不可逾越的鸿沟。
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但事情远没有看起来的那样麻烦。RNA分子虽大，构成它的材料却都很简单，对于40多亿年前的白烟囱来说，要合成它们并不是多么艰难的任务。就连你，如果跟着下文一起拆解一次RNA，也会觉得轻松很多。
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那么，在拆解RNA之前先要知道，许多讲述核酸的科学读物，包括之前的第六章，都会把核酸上的4种碱基比作字母，它们依次排列在核酸的骨架上。这很生动，但也很容易让人产生一种误解，以为核酸是先有一副结实的骨架，再有许多碱基松散地挂在上面，就好像先画好了一道横线，再沿着横线写了一行字。
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但事实恰恰相反，如图4—3，碱基与和它相连的一小段骨架之间是个糖苷键（蓝色虚线圈里的化学键），非常结实；而这一小段一小段的骨架之间却只是个酯键（绿色虚线圈里的化学键），很容易水解。所以在核酸形成的时候，是碱基与那一小段骨架构成了一个个RNA的单体（分子式中粉红色部分），由它们依次连接成链；在核酸水解的时候，也同样是这骨架一节一节地瓦解，整条长链重新断裂成单体。所以如果要严格地打这个“写字”的比方，我们应该说核酸是一大串不间断的连笔字，那些勾连的笔画就是核酸的骨架。
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图4—3 单链RNA一小段片段，红色的分子式部分是一个“单体”。背后的浅色形状可以帮助你把这个片段对应到第六章的图2—43上去。（作者绘）
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图4—4 核糖核苷酸的结构，更准确地说，是“磷酸核糖核苷”的结构：核苷部分由核糖与某种碱基缩合而成，在此基础上，5’上缩合了几个磷酸，就叫“核糖核苷几磷酸”，也称“几磷酸某核苷”。另外，如果把2’上的羟基换成氢原子，核糖就变成了脱氧核糖，可选的碱基也会相应地变化——这些知识在第六章就已经讲述过，在这一幕之后的内容里会变得更加重要。（作者绘）
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不过在实际的生化反应里，用来聚合RNA的单体如图4—4所示，也就是生物课上被称作“核苷酸”的东西，你会注意到它们比RNA里的单体多了两个磷酸基，那是因为这两个磷酸基一旦水解就能释放很多的能量，这在聚合的时候推动了整个反应——说到这里，你应该识破了它们的本来面目：这些用来聚合RNA的单体，什么腺苷三磷酸、鸟苷三磷酸、尿苷三磷酸还有胞苷三磷酸，不就是各种生命都在使用的“能量通货”吗？
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所以继续拆解RNA的单体已经是轻车熟路、一目了然的事情：仍然看图4—4，左半部分黄色的分子式是核糖，成串的红色分子式是磷酸基，右半部分择出来用蓝色文字标注的，是各种碱基的“特写”。
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在这三个部分里，磷酸不需要解释，因为它是最简单的无机物，白烟囱里到处都是。而核糖与碱基就要麻烦一些了，它们需要一些有机化学反应，才能从乙酰辅酶A路径的产物里合成出来。
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就让我们先从简单的开始吧——核糖只需要甲醛一种原料就能合成出来。
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从某种角度上讲，这也是很“显然”的事情，因为核糖与葡萄糖一样，是碳水化合物，元素比例满足通式“Cn（H₂O）n”，而当n取1的时候，这个物质就是甲醛（HCHO）。
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这个把甲醛变成糖的反应，就是这一章的前半个标题，“甲醛聚糖”[1]。
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甲醛聚糖反应是俄国化学家亚历山大·布特列罗夫（Aleksandr Butlerov，1828—1886）在1861年发现的，所以这个反应也会遵照惯例被命名为“布特列罗夫反应”（Butlerov reaction）。实际上，甲醛这种物质也是他在1859年发现的。
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甲醛聚糖反应虽然涉及了非常艰深的有机化学原理，但如果只看反应物和生成物，却简单得不得了：如图4—5，在恰当的条件下，两个醛相遇，会首尾相接地连起来，这个醛变成前半个，那个醛变成后半个，组成一个碳链更长的醛。这个碳链更长的醛又能继续连接别的醛，形成碳链越来越长的醛。[2]
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不过，这些醛的碳链也不能无限延长下去，因为这个反应合成的醛会带有非常多的羟基，这并不是多么稳定的结构，所以这些醛的碳链延长到一定程度就会自行折断，变成更短的醛。
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于是，一方面是碳链不断地延长，另一方面是过长的碳链会自动折断，作为这两种趋势的折中，那些具有五六个碳原子的多羟基醛，既有比较长的碳链，又不太容易自动折断，就会越聚越多，在整体上成为反应的终产物了。[3]
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具有五六个碳原子的多羟基醛，那不就是糖吗？
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是的，我们熟悉的许多种单糖，包括葡萄糖、半乳糖，还有用来构成RNA的核糖，都能从这个反应里源源不断地生产出来，这就是为什么，这一系列的反应会在整体上被称作“甲醛聚糖反应”，也是为什么，它会在RNA世界假说里占据重要的位置I，成为我们这个故事里一块非常重要的拼图：在刚刚结束的第三幕，氢气和二氧化碳正在白烟囱里通过这样或者那样的途径源源不断地转化成甲醛；而甲醛聚糖的反应条件，又刚巧是富含+2价金属离子的碱性溶液，简直就是挑明了在说碱性热液——还记得吗？2014年，尼克·莱恩在实验室里模拟了碱性热液喷口[4]，其中果然生成了少量的核糖，那的确是意义深远、值得反复观察的成果。另外，在这本书的草稿刚刚写成的时候，2019年11月，人类甚至在天外的陨石里找到了太空中形成的少量核糖II，可见，这种物质其实没有那么神秘。
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