地球生命诞生之谜：所有生命都是细菌后代(4)
为此，20世纪80年代末期，少数生物学家开始尝试复制RNA，哈佛医学院的杰克·索斯塔克（Jack Szostak）就是其中之一。切赫曾于1988年发现一种RNA酶，它可以建立10个核苷酸长度的短RNA分子。索斯塔克对切赫发现的RNA酶非常痴迷，为此他希望在实验室中发现新酶的新特性。索斯塔克发现酶能让反应速度提高700万倍，RNA酶的确具有强大的能力。但这些酶依然无法复制自己。
此后，索斯塔克的学生大卫·巴特尔（David Bartel）发现名为R18的RNA酶，它可以根据现有模板在RNA链上增加新的核苷酸。也就是说，它不是随机增加核苷酸，而是可精确复制RNA链序列。尽管这依然不属于自我复制体，但已经十分接近。R18由189个核苷酸组成，可以添加11个核苷酸，意味着其链可延长6%。经过调整后，它可能会复制出与本身同样长的核苷酸链。
2011年，剑桥分子生物实验室的菲利普·霍利格尔（Philipp Holliger）创造出改良版R18，并取名tC19Z，它最多可以复制95个核苷酸序列，相当于其自身长度的48%。尽管比R18多，但依然未达到100%。随后，美国加州斯克里普斯研究所的杰拉德·乔伊斯（Gerald Joyce）与特雷西·林肯（Tracey Lincoln）创造出可间接复制自己的RNA酶。他们的酶可将两小段RNA连起来创造出第二种酶，它将另外两段RNA连起来创造出原始酶。这个过程可无限循环。但只有被给于正确的RNA链时，这种酶才起作用。
对于许多怀疑RNA世界假说的科学家来说，缺少可自我复制的RNA是其致命短板。RNA似乎无法承担起启动生命的重任。而化学家们无法凭空制造出RNA，也重创了这种假设。但RNA已经证明，它的形成非常困难。问题是糖和碱基总是各自保持独立，固执地不愿意连接起来。
发现PNA
20世纪90年代初，生物学家们开始怀疑RNA世界假说的正确性。或许地球早期存在其他种类的分子，它们比RNA更简单，可以在原始汤中自我组装，并复制自己。这可能是生命诞生的初原，其后才产生了RNA、DNA以及其他分子。
1991年，，哥本哈根大学的彼得·尼尔森（Peter Nielsen）提出了原始复制者的候选者，其本质上是被彻底修改的DNA。尼尔森认为其DNA中依然保持着相同的碱基，但用聚酰胺代替糖成为分子的主体。他称新的分子为聚酰胺核酸（或肽核酸），简称PNA。
自然界从未发现过PNA，但其行为很像DNA。PNA链甚至可取代DNA分子链，只要碱基对正确即可。此外，PNA也拥有类似DNA的双螺旋结构。米勒感到非常好奇，他对RNA世界假说深表怀疑，并认为PNA才是更可信的第一种遗传物质。米勒重复他的经典实验，但这次他使用了甲烷、氮、氨和水，获得了PNA的聚酰胺主链。这表明，与RNA不同，PNA在地球早期很容易形成。
此后，其他化学家也提出了自己的替代核酸。2000年时，埃尔伯特·厄希恩莫瑟（Albert Eschenmoser）发现了苏糖核酸(TNA)，它基本上可称为DNA，只是主链中没有糖。TNA链可以形成双螺旋，信息科在RNA和TNA之间复制传递。此外，TNA还能折叠成复杂形状，甚至形成蛋白质。这显示，TNA可以像RNA那样充当酶。2005年，埃里克·梅格斯（Eric Meggers）发现乙二醇核酸（GRA），也可以形成螺旋结构。
这些替代核酸在自然界中没有发现过，为此如果生命诞生时用过它们，在某个时刻也抛弃了它们，进而使用RNA和DNA。这可能是真的，但依然没有证据。到2000年左右，RNA世界假说的支持者陷入左右为难状态。一方面，RNA酶的确存在，包括生物机制中最重要的部分核糖体。但RNA没有复制能力，没人能搞清楚RNA如何在原始汤中形成。替代核酸可能解决后一个问题，但它们没有在自然界中存在的证据。
第四章：质子的力量
显然，RNA世界假说并非完全正确。与此同时，另一种理论悄然兴起，其支持者认为生命并非以RNA、DNA或任何其他基因物质开始。相反，它最初只是利用能源的机制。在生物能够繁衍前，它必须能够维持自我生存。首先，你必须获得能源，从糖等富含能源的化学物质中获取。接着，你必须利用能源制造有用的东西，比如细胞。这个利用能源的过程被称为新陈代谢，许多科学家认为它非常重要，可能是生命需要做的第一件事。
代谢周期
那么，这些只能新陈代谢的生物看起来什么样？最有影响力的假设是20世纪80年代末的德国律师衮特尔（Günter W?chtersh?user）提出的，他认为地球上的第一个生命与我们已知的任何东西都不同，它并非由细胞构成，也没有酶、DNA或RNA。当热水从火山中流出时，水中富含火山气体，比如氨。当这些水流经岩石时，化学反应开始发生，特别是水中的金属有助于简单的有机化合物融合壮大。
转折点是第一个代谢周期的产生。在这个过程中，一种化学物质被转化成一系列其他化学物质，直到最终原始化学物质再次出现。整个过程中，整个系统都需要吸收能量以推动周期循环，进而启动其他东西。这些东西形成了现代有机物，比如DNA、细胞以及大脑等。
尽管这些代谢周期听起来不像生命，但衮特尔为其命名为“前体生物”。它们是生物的核心，因为细胞本质上就是微观的化学处理厂，不断将一种化学物质转变成其他物质。代谢周期看似没有生命，但它们却是生命的基础。衮特尔不断完善自己的理论，并吸引了许多支持者。但他的设想都是理论性的，需要证据支持。幸运的是，他找到了证据。
热液喷口