生物化学篇
生命的起源是自然界的一个重大问题,至今仍是一大谜。
科学研究表明组成生命体的所有元素,都能在组成无机物的元素世界中找到,它们都是碳、氢、氧、氮、硫、磷等普通元素。但是它们却具有能与周围环境进行物质和能量交换、进行新陈代谢并通过自我复制一代代遗传下去的神奇功能。
令人迷惑不解的是:地球上的生命是怎样从无机界发生的?无机分子到第一个生命分子的质变是怎样发生的?科学家还试图通过人工方法,制造出能显示一定生命现象的物质。
对于生命起源问题,目前较普遍的一种假设和推测认为,地球的原始大气中主要有水蒸汽、氨、甲烷、硫化氢、氰化氢等,地壳的凹陷处还有一个由液态水组成的原始海洋。海洋中溶解有大气中的各种气体。由于受到阳光长期剧烈的照射,有足够的能量输入,海洋中的简单分子逐渐结合成复杂的大分子。随着分子越来越复杂,到某一时刻,由于目前还不知道的原因,形成了某一个分子。这个分子能够把较简单的分子组成像它自身那样的另一个分子。这一突变的出现,标志着生命的起源。以后,随着进化作用,才逐渐成为现在的生命状态。当然,原始的生命状态比今日最简单的生命形式要简单得多,但它比起以前的分子已经是够复杂的了。
恩格斯指出:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的”。现代科学工作者正竭尽全力,在实验室中用各种方法再现生命的起源,探究生命的奥妙。1952年美国化学家米勒,制备了人们认为曾在地球原始大气层中存在过的一些混合物质,并使之处于无菌状态,然后用放电作为能量输入,这样经过几个星期后,这种混合物中竟出现了含有存在于生命体中的复杂的分子。这些分子能够作为形成更复杂分子的起点,直接通向生命的基础物质——蛋白质和核酸。然而,它们毕竟只是复杂的分子而已,并没有形成可以称之为生命的东西。
就目前所知,地球上生命的物质基础是蛋白质和核酸。在人工合成生命物质的漫长的探索中,人们的研究已经历了两个阶段:1828年德国化学家维勒首先用无机物氰酸铵合成了尿素,突破了无机物和有机物的界限;1965年我国合成了具有生物活力的牛胰岛素,又是一个突破。胰岛素的合成突破了一般有机物和生物高分子的界限,开创了人工合成蛋白质的新时期。
经过长期的研究,人们对于生命物质的化学成分,性质已有了较深入的了解。但利用化学方法合成生命物质,再现生命现象,实现生命探秘的第三个阶段的突破,尚有很大的距离;但是,人类绝不会让化学在蛋白质的人工合成、再现生命现象这一难关面前停步不前的,生命能否人工创造的秘密,总有一天会被人类揭开。