地球生命诞生之谜：所有生命都是细菌后代(3)

然而，发现NDA还仅仅是个开始。DNA可以告诉你细胞如何制造蛋白质，这种分子可以执行许多必要任务。没有蛋白质，你就无法消化食物，你的心脏会停止跳动，你也无法呼吸。但是利用DNA制造蛋白质的过程是非常复杂的。对任何想要解释生命起源的人来说，这都是个大问题，因为很难想象有什么东西一开始就这么复杂。

每个蛋白质实际上是氨基酸按照特定顺序串成的长链。氨基酸的序列决定了蛋白质的三维形状，以及它的功用。信息被编码入DNA碱基序列中。因此，当细胞需要特别的蛋白质时，它会读取DNA中的相关基因，以便获得氨基酸序列。DNA非常宝贵，因此细胞喜欢将它包起来以确保安全。这样，它们可以复制DNA信息到另一种名为RNA的短分子上。如果DNA是图书，RNA就是潦草书写着关键信息的废纸。RNA与DNA很相似，但前者仅有一条线。

最后，将RNA内的信息转给蛋白质的过程发生在巨大的分子中，它被称为核糖体。这个过程在每个活细胞，甚至最简单的细菌中发生。对于需要进食和呼吸的生命来说至关重要。任何对生命起源的解释都必须搞清楚DNA、RNA以及核糖体蛋白质之间的关系。现在看来，欧帕林与霍尔丹的想法似乎显得过于天真，而米勒的实验也只是探索生命诞生漫长道路的第一步。

迈出生命诞生探索第二步的人是英国化学家莱斯利·奥格尔（Leslie Orgel），在克里克的支持下，奥格尔于1968年提出自己的理论，他认为首个地球生命没有蛋白质或DNA，全部由RNA构成。为此，原始RNA分子应该具备多种用途，比如复制自己。生命起源自RNA产生了巨大的影响力，但也触发了持续至今天的科学大战。奥格尔发现了生命最关键的特征之一，那就是自我复制。在某种意义上说，他不仅描绘了生命最初如何构成，还阐述了生命到底是什么。

许多生物学家都支持奥格尔的“复制第一”理论。（网易科学）在达尔文的进化论中，创造后代的能力绝对是核心，生物“获胜”的唯一方式就是留下大量后代。但生命的其他特征也同样重要，其中最明显的就是新陈代谢，即从周围环境中提取能量，并利用其维持生存的能力。对于许多生物学家来说，新陈代谢肯定是生命的原始特征，复制是随后出现的。

从20世纪60年代开始，研究生命起源的科学家分为两大阵营：新陈代谢第一VS基因第一。与此同时，第三阵营认为容纳关键分子的容器最为重要，也就是说，无论是新陈代谢能力还是基因，都需要细胞。这三种观点都流传下来，许多科学家至今争论不休。然而20世纪80年代，惊人的发现似乎证实了奥格尔“生命起源自RNA”的理论。

第三章：寻找首个复制品

RNA酶发现

当时，科学家们认为RNA是所有生命的起源，特别是RNA具备许多DNA不具备的能力。RNA属于单链分子，不像双链DNA那样僵化，而是可以折叠成不同的形状。类似折纸的RNA看起来与蛋白质的行为非常相似，蛋白质也是长链结构，并有氨基酸而非核苷酸构成，这让它们可以构建更精细的结构。

这是蛋白质具备惊人能力的关键，有些蛋白质具备加速或催化化学反应的能力，它们被称为酶。我们的内脏中有很多酶，它们可将食物的复杂分子分解为简单分子，比如细胞可利用的糖。没有酶，你就无法生存。但是奥格尔对克里克的理论存在疑问：如果RNA能像蛋白质那样折叠，或许它能形成酶。如果这是真的，RNA就可以成为活分子的起源，可以像DNA那样储存信息，像蛋白质那样催化化学反应。

但这纯粹是理论，此后10年都没有找到任何证据。直到20世纪90年代，专注于RNA研究的美国生物化学家托马斯·切赫（Thomas Cech）与同事研究名为Tetrahymena thermophila的单细胞生物时，发现其细胞机制中包括RNA链，且RNA链的特定部分与其他部分分离，就好像某个部分被剪刀剪下。当切赫等人移除所有可能充当分子剪刀的酶和其他分子时，RNA依然保持着这个特性。为此，他们发现了首个RNA酶，即可将自己从RNA链上剪下的一小段RNA。第二年，其他科学家发现第二种RNA酶，即核酶。

连续发现两种RNA酶显示，还有更多的RNA酶存在，从而说明生命起源自RNA十分可信。1986年，哈佛大学物理学家沃尔特·吉尔博特（Walter Gilbert）总结称，生命起源自RNA世界。他认为，在进化的第一阶段，在核苷酸汤中，许多具有催化活性能力的RNA分子开始自我组装。（网易科学）通过切割和粘贴不同的RNA片段，RNA分子可以创造出更有用的序列。最终，它们发现制造蛋白质和蛋白质酶的方式，从而催生了我们今天看到的生命。

RNA世界假说

2000年时，RNA世界假说获得更确凿的证据支持。花费30年时间研究活细胞分子结构的托马斯·施泰茨（Thomas Steitz）解开了核糖体的结构。每个活细胞都有核糖体，这种巨大的分子可从RNA中读取指令，串联氨基酸形成蛋白质。细胞中的核糖体构建了我们身体的大部分，而RNA才是核糖体的催化核心。这个发现非常重要，因为核糖体是生命的基础。RNA世界假设的支持者们对此狂喜，施泰茨也因此获得2009年诺贝尔奖。但此后，各种怀疑纷至沓来。

RNA世界假说开始就存在2个问题。RNA真的能够自己执行所有生命功能吗？它在早期地球上能够形成吗？自从吉尔博特提出RNA世界假说以后的30年间，我们依然没有找到确凿证据，可以证明RNA能够做到理论上的所有事情。举例来说，如果生命始于RNA分子，RNA必须拥有自我复制的能力。但是没人知道RNA能自我复制，DNA也不行。它们都需要许多酶和其他分子帮忙才能复制自己。