生命起源的问题是科学中最大的悬而未决的问题,生命会不会在地球诞生之前就已经出现在宇宙中?

“当你早上起来的时候,想想活着是多么珍贵的特权,去呼吸,去思考,去享受,去爱。”——马库斯·奥里利乌斯

在上世纪初期,关于地球上生命的历史,就算你问非常专业的生物学家、地质学家以及化石学家,地球上生命的起源可以追溯到哪个时间?他们的回答基本上都是:我不知道!

但是我们当时确切的知道在哺乳动物出现之前,在鸟类、恐龙、爬行动物、鱼类、甲壳类甚至是大约5亿到6亿年前的寒武纪生命大爆发之前,地球上是有生命的。

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虽说我们知道在早期的地球上存在生命,但是当时缺乏证据。虽然地球在过去的5亿年间为我们提供了丰富的化石记录,但是化石的形成方式本身就决定了,它记录生命在时间尺度上存在一个固有的限制。

因为化石的形成一般是动物尸体在死亡后,被泥土和沉积物覆盖,然后深埋在地下就创造出了我们目前所发现、研究和检验的生物化石记录。

一般生物的化石记录存在于沉积岩中,但是生物化石会在漫长的岁月中,因为上层岩石的高压导致其内容物变形变质,

部分变形变质的岩石,我们可以从中发现不完整的化石记录。但是已经完全变质的岩石,其里面所包含的生物化石信息将会被抹去。所以,通过化石记录我们可以将地球上生命起源的时间限制在10到20亿年,甚至更加久远,但由于化石的缺失,科学家还是无法证明,地球上的生命到底起源于哪个时期。

毕竟,我们不会回到过去看当时地球上发生了什么,我们所拥有的唯一证据就是那些幸存下来的零星化石碎片。

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在这之后的几十年间,人们发现虽然有些生物化石已经无法辨认,但是有机物的残留物会以碳的形式留下一个特别的印记。这就是我们常说的“碳年代测定法”来测量生物体内碳14和碳12的比例以确定生物的年代,因为这两种形式的碳都会被有机物吸收,而自然界中的碳14是在上层大气中由宇宙射线轰击大气产生的,其半衰期为5700年。

因此只要一个生物还活着,就会与大自然进行碳循环,并且吸收和吸收两种形式的碳元素,并且比例是一定的。当一个生物死亡时,就停止了与大自然进行碳交换,而碳14会衰变,因此它的含量就会降低。所以我们通过测量碳14和碳12的比例(碳年代测定法),就能以几千年的误差大致知道一个特定的生物体死亡的时间。

但是通过这个方法只能让我们大约知道10万年以前,因为时间在长的话,碳-14的含量将变得太低而不起作用。不过我们还有另外一种形式的碳:碳13,它和碳12一样是稳定的元素,不会衰变,碳13的含量在自然界大约是其他碳形式的1.1%,碳12在所有碳的含量占98.93%。

通过生物学上的观察,我们发现生物体更喜欢吸收碳-12而不是碳-13,这是由于代谢酶能更有效地与碳-12反应。通过以上的发现,如果我们找到了一种古老的碳源,它的碳12含量明显增强,这说明它是有机生命形式的残余。

我们通过寻找石墨,一种纯碳的形式,沉积在其他高度变质的岩石(如锆石)中,我们已经能够将地球生命的出现追溯到38亿年前,也就是地球形成后大约7.5亿年。

2015年,科学家在41亿年前的锆石中发现石墨沉积物,这些石墨沉积物显示了碳12的增强,我们现在有证据表明地球上的生命至少可以追溯到地球历史的90%,甚至可能更久!因为,在某个地方找到有机物的残余意味着有机物至少和它被埋藏的地方一样古老,但有机物可能更加古老。

这个发现说明地球上的生命起源非常早,以至于很多人认为地球上的生命并非起源于地球,而是在地球诞生时就已经存在了生命。

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这一生命起源的假说称为“生源说”,并且有一定的合理性的。因为地球并不是宇宙中最早行星的物质结构,而是在宇宙诞生90亿后形成的。而产生我们地球、甚至是太阳系的物质来源于前几代恒星,这些恒星有可能是在行星状星云、超新星残骸、甚至是中子星合并中结束了自己的生命,并将所有的重元素重新抛洒回了宇宙。

不管是行星状星云,还是超新星残骸,在这些充满重元素的气体云中,我们发现了大量的复杂的分子结构,这些结构就是我们常说的生命诞生所必须的有机物质。

除了通过光谱分析气体云的化学成分,当陨石降落在地球上以后,我们也可以分析陨石成分,例如下图中的默奇森陨石,我们不仅在其中发现各种有机分子,而且还发现了含量十分高的氨基酸分子。

虽然我们在地球上只有大约20种氨基酸参与了生命形成的过程,但在这块陨石种我们发现了将近100种独特的氨基酸,这一发现有力的表明了,在整个宇宙中,组成生命的成分无处不在。

甚至我们还在月球上找到了氨基酸,这说明,无论是什么把这些生命的成分带到地球上,都发生在月球形成之前,也就是太阳系形成还不到1亿年的时间。

如果宇宙中大量的充斥了形成生命的成分,人们就进一步猜想,宇宙能把这些生命的物质成分送到地球上,那么为什么不能把早期原始的生命形式带到地球呢?

而且宇宙中还有可能存在一些多种形式的超原始生命,它们很有可能在早期都被带到了地球上,其中最能适应地球早期环境的生命形式就被保留了下来,然后在地球上进化、繁衍到了今天这个物种丰富的生物圈。

这种猜想也是有可能的,但我们没有足够的证据来支持这个假设,因为我们无法证明,早期的地球到底是自发产生了生命,还是这些生命是来自地球以外的世界。

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也许土卫二的间歇泉、海王星卫星海卫一上的“黑烟囱”,甚至冥王星的冰雪特征都有可能包含了这些原始的生命形式,正是彗星和其他柯伊伯带天体的撞击给我们地球带来了早期原始的生命形式。

未来我们人类要想证明这个假设,首先必须找到地球以外的生命形式,最好的太阳系里的存在的原始生命形式,如果通过基因分析发现我们属于同源,那么就能证明以上的假设

如果真的是这样的话,那么我们人类对生命的理解又要发生重大、且具有突破性的认识,那么这也能说明,生命不仅在太阳系,甚至在宇宙中比我们以前想象的还要普遍。