海博故事 | 生命起源的探索

208年前的2月12日，偉大的生物學家、生物進化論的奠基人查爾斯·羅伯特·達爾文（C.R.Darwin，1809.2.12—1882.4.19）誕生了。1831年畢業於劍橋大學后，達爾文以「博物學家」的身份參加了英國海軍「小獵犬號」艦長達五年環繞世界的科學考察航行。考察中，他在動植物和地質方面進行了大量的觀察和採集，經過綜合探討，形成了生物進化的概念。1859年出版了震動當時學術界的《物種起源》。書中提出了以自然選擇理論為核心的進化論，認為在「為了生存鬥爭」中，具有有利變異的個體則被選擇保存下來，不利的個體被淘汰，經過一代代的自然環境的選擇作用，適應的變異逐漸積累，導致新物種的產生，造成了奇妙多樣的生命形態；棲居在地球各地的一切生物，都是從一個或幾個原始類型進化衍生出來的；演化造成生物多樣性。

達爾文像（圖片來源於網路）

生命的誕生與演化一直是科學家們深感興趣的課題。在生命誕生之初，地球處於極端環境之中。空氣中充斥的是甲烷和其他有毒氣體，並且太陽的輻射相當強烈，生命只有在大海深處才可以避開這些致命的輻射。另外，在海洋深處不僅可以提供安全的環境，並且可以提供最初發生生化反應所需的物質、能量、溶劑、溫度（主要是海底火山口）等條件。海洋的存在對於生命的起源與早期演化有著很大的促進和保護作用。海洋不僅為生命產生提供原料，同時為生命產生提供了一個適應的場所。

1953年美國芝加哥大學研究所米勒在其導師尤利的指導下，完成了著名的米勒實驗，模擬原始地球還原性大氣中雷鳴閃電，在靠近海洋表面處釋放，結果從無機物合成出有機物，特別是多種組成蛋白質的氨基酸，這是生命起源研究的一次重大突破。從無機小分子生成有機小分子，再生成生物大分子物質，組成多分子體系，有機多分子體系最終演變為原始生命，包括以生化系統和遺傳系統的建立為標誌的細胞的誕生，生命起源過程中最複雜和最有決定意義的階段都是在原始海洋中形成的。

米勒實驗示意圖（圖片來源於網路）

20世紀70年代以來,部分學者又提出熱泉起源說的觀點。科學家們在數十個位於地球兩個板塊結合處形成的水下洋嵴附近的深海熱泉發現了興旺發達的生物群落。由於現今所發現的古細菌,大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環境中,這種環境與熱泉噴口附近的環境極其相似，熱泉噴口附近不僅溫度非常高,而且又有大量的硫化物、甲烷、氫氣和二氧化碳等,與地球形成時的早期環境相似，熱泉噴口附近的環境不僅可以為生命的出現以及其後的生命延續提供所需的能量和物質,而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響,因此熱泉生態系統是孕育生命的理想場所。也有學者認為，生命可能是從地球表面產生,隨後就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以後的撞擊毀滅了地球表面所有的生命,只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來並繁衍後代。因此,這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現的,但卻是現存所有生物的共同祖先。

在國家海洋博物館遠古海洋展廳，將通過古海啟示、生命海洋等單元的展示，與您一同探索生命起源的奧秘與生命演化的歷程。