《生命是什么》：王立銘的“野心之作”
生命是什么？
——淺談王立銘新著《生命是什么》
撰文 | 劉海坤（德國國家癌癥研究中心研究員）
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王立銘是科普界的明星，也是國內少有的、可以在科普科研間自由切換的優(yōu)秀青年科學家。我認識立銘是通過微信，我戲稱此類朋友為“微友”。此類朋友特點是相隔萬里，不必相見，無人情之累，卻又近在手邊，可隨時互懟并交流心得。我之前已經(jīng)讀過立銘兩本精彩大作（《吃貨的生物學修養(yǎng)：脂肪，糖和代謝病的科學傳奇》和《上帝的手術刀：基因編輯簡史》），后來知道他在用心打造一本新著。之后又讀到他精彩的新書書稿的后記，更加心急難耐。萬幸近日從立銘處得到樣書，遂一氣讀完。就是這一本我今天要談的《生命是什么》。
生命是什么？如果是對“生命”這個概念的解釋，那么這可能是我們能想象的最難回答的問題之一，學術界也的確沒有統(tǒng)一答案。但如果這是個開放的問題，我們便可以在很多有趣的維度解釋并充分演繹。立銘此書便是要以一己之力從多個維度提取出最重要而又互相承接的維度，并在20萬字里把《生命是什么》以層層遞進的方式解析。本書的主題比起立銘前兩部書更宏大而深刻，所以我稱之為“野心”之作。
生命是什么？作者在開篇并沒有嘗試直接回答這個問題，而是把我們的視角轉離地球，瞄向太空。他首先提出了一個全體人類都感到好奇的問題：外星生命是否存在？接連幾個精彩的科學故事，從非常有說服力的“費米悖論”，令人遐想的“戴森球”，以及可以推算外星生命機率的“德雷克公式”，展示人類一直嘗試用理性去想象外星生命的存在的模式。尋找外星生命，一個前提是我們要有能力分辨什么是生命？這也是困擾美國航天局負責尋找外星生命的科學家的主要問題之一。這個問題自然而然引出了作者的創(chuàng)作主旨——生命是什么？
生命科學跨越的尺度從納米到宏大的地球生態(tài)系統(tǒng)，宏大繁復，包羅萬象。想要從中提煉出生命的基本特質并書寫出來非常有挑戰(zhàn)性。不過幸好我們有貫穿生命科學的第一原則：進化論。立銘選擇了生命的演化作為軸線，在其妙筆之下，一出跌宕起伏，驚險刺激的幾十億年的大冒險戲劇就此拉開序幕。他先從古代哲學家對生命本質對探討談起，之后科學家登上舞臺，一個個精彩的科學故事提醒我們人類不斷從多維度接近, 理解并嘗試解析生命本質的曲折過程。之后他把鏡頭迅速推進到著名的米勒－尤里實驗，該實驗令人驚奇地證明了生命起源的基本分子，如氨基酸，可以在實驗室模擬的古代地球環(huán)境里快速產(chǎn)生。該試驗基本解決了生命產(chǎn)生的原材料來源問題，隨之引申出當代科學三大重要問題之一：生命的起源問題。
宇宙漫長歷史中最神奇的事件之一莫過于生命的誕生。在前進化論時代，大多數(shù)人類甚至認為地球上生命的多彩紛呈是神跡存在的最好證明。正如物理學家對理解宇宙起源的“大爆炸”充滿了無窮的向往和想象，生物學家對于理解生命誕生這一從無到有的重要時刻也抱有同樣的情感。
這部分，立銘首先提出了產(chǎn)生生命的物理先決條件——能量。立銘的偶像之一，物理學黃金時代的代表，量子力學奠基人之一薛定諤在1944年發(fā)表的影響深遠的科普名著《What Is Life？》（也是立銘本書取名的原因）里就提到，由熱力學第二定律推論，在一個封閉系統(tǒng)中，熵只會增加，即變得無序。而生命是高度有序的系統(tǒng)，所以生命應以負熵為生，需要能量的攝入來維持穩(wěn)定而有序的存在（注：負熵這個概念薛定諤本人后來也有修改，感興趣的可以進一步閱讀相關文獻）。這一推論顯示出生命的基本法則不違背物理基本法則（實際上我們目前已知的所有生命的基本法則都不違背物理或化學的基本法則，不過迄今未止也沒有任何一個物理學的理論能夠把對生命的解釋包含在內）。以此為引，作者請出了他非常喜歡的而且在書中非常不吝言辭贊美的ATP及其合成酶。這一部分立銘寫的非常精彩，是本書的高潮之一。我不敢在此劇透，強烈推薦讀者自己閱讀體驗。
解決了能量問題之后，想象力豐富的立銘隨即把一個個精彩的理性科學發(fā)現(xiàn)和其浪漫的想象力結合在一起，構想出了生命誕生之初的“前生命”形式的幾個可能版本（從1.0到4.0）。蛋白，DNA和RNA輪番登上舞臺。他嘗試從各個角度的可能性來探討生命起源的可能途徑。這一部分我們可以欣賞到立銘作為著名科普作家的功力。生命誕生前的時刻對科學家來說都是神秘和晦澀的，立銘通過其豐富的想象力把各種可能性轉變?yōu)樵谧x者面前的一幕幕精彩文字影像。
所有上述的準備都是為了胞生命誕生的那一刻，這是一個可以自我復制其生命分子和個體的生命單位，一個活著的細胞。這應該是一個有能力把遺傳信息傳遞到幾十億年之后的細胞，一個有能力轉動進化之輪的細胞。（從科學上來說，細胞學說的誕生（1839）遠遠早于DNA作為遺傳物質的發(fā)現(xiàn)（1944），是第一個真正把所有生命都包含在內的學說。）可以說生命的誕生標志就是第一個細胞的誕生。在這個環(huán)節(jié)，立銘強調了細胞膜的產(chǎn)生是關鍵性的一步，因為這是把酶、遺傳物質和其他生命必須分子聚集在同一空間的關鍵。我個人認為，對第一個細胞的多種想象也是立銘可以進一步加以發(fā)揮的地方，可能因為篇幅原因，立銘并沒有在此進一步打開其想象力的閘門。而隨之而來的細胞的分工即多細胞生命的出現(xiàn)則是打開了生命爆發(fā)的閘門，這直接導致了更為復雜的生命以及具有高等智慧的人類的出現(xiàn)。作者稱之為“君臨地球”。
進化本身雖然并非是從低級到高級，但復雜生命的產(chǎn)生卻是長期進化的結果。生命進化漫長的歷史中最杰出的產(chǎn)物毫無疑問當屬人類的大腦。至此，作為神經(jīng)科學家的立銘用整個下半部進一步展示大腦的功能：感知、學習記憶、社交，并由此一直討論到哲學上都極有難度的更抽象的概念：我，自由意志。從視覺的神經(jīng)解碼，到語言的生物基礎，再到多重人格癥以及人工智能，這些精彩的故事呈現(xiàn)出一個已經(jīng)非常精彩且在未來會更加精彩的科學世界。
科學研究在帶來新知的同時總是帶來新的未知。曾經(jīng)被生命科學吸引的物理學天才費曼戲言，在生物學領域，隨便一個問題我們都沒有答案，而物理學則是你要花相當多的時間才能找到?jīng)]有解決的重要問題。這樣的現(xiàn)狀并沒有改變太多，而立銘之后討論的生命科學的已知和未知也會讓讀者浮想聯(lián)翩，我想這部分對于有抱負的下一代科學家會有相當?shù)奈ΑＫ?，讀完本書，你可能找不到“生命是什么？”的答案，但你對“生命是什么？”這一問題的理解定會有質的提升。
好科普難寫，中文世界的原創(chuàng)科普可以達到英文優(yōu)秀科普著作高度的更少。我個人認為，立銘的作品是中文科普世界里鳳毛麟角的存在。這部書的架構和邏輯在英文科普著作里也少見，可見立銘對此做過仔細推敲琢磨。好的科普書重要的作用不是科普知識點，因為知識早晚變得陳舊，重要的是普及科學的思維和判斷方式。這一點讀者應能從立銘講故事的字里行間體會到，他總是努力地給讀者展現(xiàn)精彩科學發(fā)現(xiàn)背后的內在邏輯，從推理到實驗驗證，絲絲入扣。
從行文風格也可以看出立銘是有人文情懷的作家，他的作品充滿了積極對待未知世界的態(tài)度和一個更好未來的信念。這部作品的風格讓我想起我最喜歡的法國科學大師、優(yōu)秀的科普作家弗朗西瓦.雅克布（Francois Jacob，1920-2013 ，1965年因操縱子模型獲諾貝爾獎)。他在1973年出版的科普著作《生命的邏輯》探討的角度和思路與立銘本書有交相輝映之處。
立銘本書起名《生命是什么》，有向偶像薛定諤的《What Is Life？》致敬之意。薛定諤的這部名著啟發(fā)了分子生物學時代的許多科學名家，最出名的當屬DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)者之一沃森。我想，立銘花如此多心思打造這一本中文同名著作的“野心”也在于此，他一定希望本書能啟發(fā)中國下一代科學家在青少年時代就能領略到真正的科學思維。我至今記得自己在年輕時閱讀薛定諤這本著作時對科學產(chǎn)生的懵懂而向往的情愫。我相信立銘也做到了這一點，因為即使中年如我，在閱讀本書過程中腦子里也在不斷蹦出新的問題：假設宇宙中另存一個物理上一模一樣的太陽系，該太陽系里的星球能進化出和我們地球一樣的生命類型嗎？人類出現(xiàn)在那里的機率是否可以通過德雷克公式推導出來？自稱掌握了基因編輯這把上帝的手術刀的人類真的可以跳出自然選擇嗎？在生命產(chǎn)生初期，是否產(chǎn)生過不基于DNA傳遞遺傳信息的生命形式而被篩選掉了？最早的產(chǎn)生的細胞里的基因組到底有多大？進化論是否是放之宇宙而皆準的生命法則？
我不擅書評，立銘花兩年打造的精品，也不是我一天寫就的書評就能揭示其全部精彩的，之所以成此文是衷心推薦本書給各個層面的讀者，此書老少咸宜，希望您有自己的收獲。當然我尤其推薦給對科學感興趣的青少年，我女兒就非常喜歡“戴森球”的故事。我想，作為科普作家的立銘一定不止一次想象過這樣的一天，一位中國科學家在斯德哥爾摩的領獎臺上致獲獎辭：“我踏上科學之路是因為小時候讀的一部王立銘教授的科學名著，《生命是什么》?！?/p>
生命的外殼：細胞膜
撰文 | 王立銘（浙江大學教授）
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對于地球生命來說，在生命體和周圍環(huán)境之間存在著不言而喻的清晰界限。皮膚毛發(fā)包裹著人類的軀體，水里的魚蝦頂著閃閃發(fā)光的鱗片或者厚厚的硬殼，樹木的軀干上也裹著斑駁嶙峋的樹皮。很難想象會存在一種生命，和環(huán)境之間有著緩慢過渡的邊界。就像我們看不到人體的內臟飛得滿房間都是，也不會看到樹木若有如無的魅影籠罩成了一片樹林。
在微觀視角下，幾乎所有的地球生命都是由一個或許多個、乃至上百萬億個微小的細胞構成的。即便是不以細胞形式存在的病毒生命，也只有在進入宿主細胞后才能“活”過來開始自己的生命歷程。細胞是構成地球生命的基本物理單元。細胞內外，生命和環(huán)境的界限不言而喻。
從某種意義上說，每一個細胞都可以看作一個有著自己獨特生活經(jīng)歷和命運的生命體。祖先細胞的DNA分子完成自我復制后各奔東西，攜帶著祖先的記憶，伴隨著細胞本身一分為二，完成生命的繁衍復制。在每一個細胞內部，能量貨幣ATP驅動著各種各樣生命活動的進行，它讓紅細胞能夠吸滿氧氣在血管里暢游，讓神經(jīng)細胞釋放高高蓄積的離子水位產(chǎn)生微弱的生物電流，讓草履蟲的纖毛輕輕擺動，讓大腸桿菌修補外殼上破損的脂多糖。而到生命的盡頭，細胞或因為外敵的入侵不幸罹難，或按照自身的生命密碼啟動了自殺程序，曾經(jīng)輝煌壯麗的生命大廈轟然倒塌，曾經(jīng)嚴整有序的形態(tài)、結構和生物分子慢慢破損消亡。
和宏觀生命一樣，細胞這種微觀生命也同樣是有清晰邊界的。它們被一層僅有幾納米厚的脂類分子薄膜嚴密地包裹起來，薄膜內部是生機勃勃的生命活動，外面則是危險冷漠的外在世界。實際上，考慮到地球生命都是由數(shù)量不等的細胞構成的，我們完全可以認為這層薄膜才是生命和地球環(huán)境的邊界。
在邏輯上很容易想通這層薄膜的意義——它遠比簡單的一層屏障重要得多。
我們知道，能量和自我復制是生命從混亂無序的環(huán)境中萌發(fā)并萬世長青的兩個基本條件。生命現(xiàn)象想要存在，必須在局部蓄積起足夠濃度的能量，然后用它驅動某種能夠攜帶遺傳信息的生物大分子（例如RNA）的自我復制。那么可想而知，如果沒有一層物理屏障的存在，能量分子和遺傳物質哪怕能夠偶然出現(xiàn)，也會像在原始海洋里滴一滴墨汁一樣，迅速稀釋到無蹤無跡?；蛘叻催^來說，從46億年前地球形成開始，能量分子和遺傳物質可能已經(jīng)自發(fā)出現(xiàn)過千千萬萬次。但是必須再耐心等待10億年，直到第一個原始細胞出現(xiàn)，為能量分子和遺傳物質構造起“分離之墻”，并且從那一刻開始，始終包裹在每一個細胞和它們的后代周圍，地球生命才真正有可能告別曇花一現(xiàn)的化學反應現(xiàn)象，穩(wěn)定地存活下來，利用能量驅動生命活動，利用自我復制適應地球環(huán)境，開枝散葉一直到今天。
當然，即便沒有這層薄膜，化學家也仍然可以設想出許多場合能夠聚攏能量分子和遺傳物質。比如，我們可以設想最早的生物化學反應并不是在海洋里進行的，而是固定在某種固體的表面（例如海底礦床和火山），我們也可以設想巖石內部存在微小的孔隙，生命物質可以在空隙里維持很高的濃度。但是不管是礦床還是巖石孔隙，都不會跟著生命自我復制的節(jié)奏擴張。生命的最終出現(xiàn)，仍然需要有一座分離之墻，一層生命自身能夠制造和儲備的薄膜。
甚至不需要做任何觀察和實驗，我們也能輕而易舉地推導出這層分離之墻的許多有趣性質。
它必須是一種不溶于水的化學物質，否則會在地球原始海洋里輕易地分崩離析。它必須能夠形成致密的結構，要是孔隙太大各種物質能夠自由進出，這層膜也就沒有用了。而基于這兩點，我們還能猜想出這層膜的第三個性質：它必須具備一定程度的通透性，能夠讓某些分子穿梭于細胞內外，例如氧氣、營養(yǎng)物質、細胞產(chǎn)生的廢物，等等。不溶于水、致密包裹、又有選擇透過性，考慮到地球原始海洋里并沒有多少原材料可以選，按說生命這道分離之墻的性質應該昭然若揭了。
然而讓人跌破眼鏡的是，從英國科學家羅伯特·胡克（Robert Hooke）在顯微鏡下觀察到植物軟木標本里一個個蜂巢狀的微小結構并于1665年提出“細胞”的概念，到1972年辛格（Seymour Singer）和尼克爾森（Garth Nicolson）提出目前被廣為接受的細胞膜物質解釋“流動鑲嵌模型”，足足用了三百多年的時間！
?1665年，羅伯特·胡克發(fā)表了巨著《顯微術》。在書中，他展示了在顯微鏡下觀察到的軟木標本圖片。胡克把圖片中蜂巢狀的結構命名為“細胞”。我們現(xiàn)在知道，胡克圖片中的蜂巢結構其實是植物的細胞壁，這是一種由多糖類物質形成的結構。細胞壁內部才是細胞膜。動物細胞沒有細胞壁。
看見分離之墻
科學研究從來就不是一蹴而就的坦途，曲折反復、浴火重生是常態(tài)。但是無論如何，從知道有一層邏輯上必須存在的膜，到搞清楚這層膜到底是什么，三百年還是太長太長了，長到在對科學史蓋棺定論的時候，我們必須為此給出一個合理的解釋。
這個解釋就是，這層膜實在是太薄太薄了！厚度還不到10納米，遠遠低于光學成像的理論極限分辨率200納米。人類科學家再雕琢自己的光學顯微鏡鏡片，也不可能看到這層膜的樣子（胡克在軟木標本中看到的蜂巢結構其實是細胞壁，一種植物細胞特有的堅硬外殼）。看都看不見的東西，天知道它存不存在？而當生物學家瞪大眼睛反復看，都沒有看到傳說中這層膜的樣子以后，自然而然會有一批人轉而開始考慮其他的可能性。比如，直到20世紀初，仍然有不少生物學家認為這層膜壓根就是不存在的，細胞內的物質像膠水一樣黏合在一起才不會破碎和稀釋。這個解釋現(xiàn)在看起來幾乎不言而喻是錯誤的，就算是每一個細胞內的物質可以按照這種方式聚集而不散開，怎么才能防止細胞和細胞之間的“膠水”黏在一起？這種解釋仍然離不開一個在物理化學性質上截然不同的“分離之墻”。歸根結底，生物學家們是敗給了自己“眼見為實”的思維定勢。
?電子顯微鏡下的細胞膜。圖中顯示的是兩個細胞的邊界，兩個箭頭分別指向兩個細胞各自的細胞膜。
話說回來，要說服大家相信一個看不見摸不著的東西僅僅因為邏輯上的理由就必須存在，確實還是需要些勇氣的。讀者們可能會想到一個類似的例子：物理學中“以太”的概念。而且別忘了，以太的概念最終被證明是多余的。所幸從18世紀開始，生物學家們觀察到了一個很有趣的現(xiàn)象：把動物紅細胞從血液里提取出來，丟進各種各樣的溶液中，如果溶液里鹽分很足，細胞會縮成一小團；如果溶液里鹽分很少甚至沒有，細胞又會腫脹得很大。這個現(xiàn)象當然可以有各種各樣的解釋，但是最簡單的解釋就是把細胞想象成一個薄膜包裹的盛水口袋，水可以在薄膜兩邊自由地流動，但是鹽分子不可以。如果外界環(huán)境鹽分太足，就會形成外高內低的鹽濃度差，也就是說，內高外低的水濃度差，因而水會順著這種濃度差，從里往外滲出來，讓口袋變?。环催^來水就會滲進口袋。
特別是到了19世紀末，在檢測了市面上能找到的數(shù)百種化學物質之后，英國科學家內斯特·歐福頓（Ernest Overton）發(fā)現(xiàn)，并不是把細胞丟在什么溶液里它都會像變戲法一樣長大縮小的。各種各樣的鹽溶液都沒有問題，但是如果換成脂類分子溶液（比如大家耳熟能詳?shù)哪懝檀迹?/span>，這種戲法就不靈了。那么根據(jù)上面的邏輯繼續(xù)推論，我們還可以進一步猜測脂類分子也能自由通過細胞膜。這樣在脂肪和水的環(huán)境里，細胞膜就像篩子一樣，完全起不到“分離之墻”的作用，當然也就談不上能控制細胞的大小了。在此觀察的基礎上，歐福頓天才地設想，這層薄薄的細胞膜可能是脂類分子構成的，特別是膽固醇和磷脂這兩種脂類分子。
這個設想一舉解決了關于“分離之墻”的兩個問題。大家都知道“油水不相容”，這是因為水分子帶有強烈的極性，它的氧原子上帶有強烈的負電荷，氫原子上則帶有正電荷，因此水分子之間能夠通過正負電荷的吸引形成穩(wěn)定的結構。與之相反，大多數(shù)脂類分子的電荷分布很均勻，一旦放入水中，不僅不能和水分子形成電荷吸引，反而還會破壞水分子之間的穩(wěn)定關系，就像把玻璃彈珠扔進一堆方方正正的樂高玩具一樣不合時宜。因此脂肪分子不溶于水，而且在水中還會自發(fā)聚集成團，盡可能減少表面積，減少暴露在水分子面前的機會。這樣一來，由脂類分子構成的膜當然就不會在水中分崩離析，而且天然地形成致密的結構，包裹住細胞內的生命物質。
當然了，歐福頓的理論聽起來頭頭是道，但是有一個相當致命的技術問題沒有顧及到。脂類分子構成的膜為什么不會動不動就突然崩塌，進一步收縮成更小更致密、表面積更小的球？要知道，既然脂類分子在水中的天然傾向是減小表面積，那自身聚集成一個實心球，把大多數(shù)脂肪都包裹起來豈不是最好的解決方案？
這個問題又過了二十多年才得到完美的解決。1925年，荷蘭萊頓大學的科學家高特（E. Gorter）和格蘭戴爾（F. Grendel）決定直接使用化學方法，把這層假想中的“分離之墻”提取出來，看看它們是什么——如果它們如歐福頓所說當真存在的話。
根據(jù)歐福頓的理論，這層膜是脂類分子，因此可以用有機溶劑輕松提純。然后，高特和格蘭戴爾把從紅細胞提取的這些物質平鋪到一杯水上，小心翼翼地拉成了一層膜。這個過程有點像把吃飯剩下的油倒進開水里，菜湯表面就會形成一層油光光的薄膜。然后他們發(fā)現(xiàn)，拉出這層膜的面積，排除掉實驗誤差，差不多正好是計算出的紅細胞表面積的兩倍！換句話說，細胞膜應該不是一層，而是由兩層分子構成的。
?高特和格蘭戴爾提出的磷脂雙分子層模型。簡單來說，細胞膜是由兩層緊密排列的磷脂分子構成的，磷脂分子的極性“頭”朝外，和水分子親密結合，非極性“尾”則隱藏在分子內部。可以看出，這樣的結構最大程度地避免了電中性的尾巴和水分子的接觸，在物理性質上很穩(wěn)定。事實上，細胞膜的基本模型在1925年之后并沒有巨大的改動。
這時高特和格蘭戴爾又想起了歐福頓理論中一個總是被人忽略的小細節(jié)。歐福頓預測，細胞膜的物質成分是磷脂和膽固醇，而這兩種脂類分子都有一個異乎尋常的特性：分子骨架的絕大多數(shù)地方都是電中性的，因此天然排斥水分子。但是兩種分子的頂端卻恰好都有一個帶有電荷的“頭”，因此是可以和水分子親密結合的。也就是說，這兩種分子兼具了油和水的性質，頭像水，尾巴像油。這樣一來，這個雙層膜的現(xiàn)象就很好解釋了。兩層膜對稱排列，都是頭朝外，尾巴朝內，那么分子骨架上電中性的部分被完全隱藏在了內部，而分子頭部帶電荷的部分又可以用來結合水分子，一舉兩得。這樣的結構，甚至比單純用脂肪分子堆積一個實心小球還要穩(wěn)定！
直到此時，細胞膜的存在、細胞膜的特性、細胞膜的化學構成才真正取得了共識。高特和格蘭戴爾的雙分子層模型在此后經(jīng)歷過幾次小的更正和改動，但是細胞膜的基本形態(tài)模型已經(jīng)確立。實際上，盡管大家真正“看”到細胞膜是在20世紀50年代電子顯微鏡足夠進步的時候，也就是二三十年之后，但是真到那個時候，大家反而沒有那么大驚小怪了——因為細胞膜必須存在、由磷脂和膽固醇分子構成、是一個雙層膜的夾心結構，在“眼見為實”之前就已經(jīng)深入人心并寫進教科書了。
實際上，這樣一種細胞膜不光是邏輯上容易理解、實驗上得到了證明，它還非常容易形成。這最后一點對于解釋地球生命的起源——也許包括宇宙許多生命形態(tài)的起源——非常重要。只要把一些具備類似油水兼具性質的分子放在水里，它們可以自發(fā)形成一層薄膜，包裹成一個空心球的形狀。也就是說，只要在原始海洋里的某個地方，不管是終日噴涌的海底火山，還是狂風暴雨的海洋表面，某個化學反應能夠批量制造出脂類分子，最早的細胞結構就可以自發(fā)形成，剩下的問題無非是怎么用這種結構把能量分子以及遺傳物質包裹起來而已。
關于這一點，最動人心魄的證明來自地球之外。1969年，巨大的火球從天而降，擊中澳大利亞維多利亞州的莫奇森，留下騰空而起的蘑菇云。人們很快確認，爆炸來自一顆重達100千克的隕石，它墜地產(chǎn)生的碎片散布在十多平方公里的地面。人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，這顆隕石上攜帶了大量的有機物質——幾十種氨基酸和脂肪分子，甚至還有能夠形成DNA和RNA分子的嘌呤和嘧啶——這些物質和米勒-尤里實驗的產(chǎn)物驚人地相似。
這些發(fā)現(xiàn)立刻引發(fā)了完全不同的兩種解讀。在一部分人看來，地球生命可能就來自這些從天而降的隕石，考慮到早期地球經(jīng)歷了密集的隕石雨轟擊，來自天外的生命物質很可能足夠多，因此構成了地球生命的物質基礎。
而在另一部分人看來，莫奇森隕石的發(fā)現(xiàn)恰恰說明根本不需要把地球生命的尊嚴寄托于天外來客，既然隕石攜帶的物質如此接近米勒-尤里實驗的發(fā)現(xiàn)，那么在早期地球海洋中，在雷鳴電閃和火山噴發(fā)中制造出地球生命所需的物質，應該非常簡單。地球生命的出現(xiàn)根本不需要借用什么天外隕石的假說。
到了1985年，關于莫奇森隕石的研究又一次震動了科學界。美國人大衛(wèi)·蒂莫（David Deamer）證明，從隕石上提取出來的脂類分子也可以自發(fā)形成類似于細胞膜的結構。如果說在此之前，借由米勒-尤里實驗和莫奇森隕石的研究，科學家們已經(jīng)不懷疑生命物質出現(xiàn)在宇宙中是一件平淡無奇的事情。那么蒂莫的發(fā)現(xiàn)說明，就連第一個真正的生命——細胞——的出現(xiàn)可能都沒有人類想的那樣復雜，它同樣可能是一件自然而然、平淡無奇的小事件！ 
“生命的外殼：細胞膜”一文以及插圖，節(jié)選自王立銘新作《生命是什么》?！吨R分子》獲授權發(fā)表。
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制版編輯 | 皮皮魚
噢，生命是什么？好期待去讀讀王老師的佳作。這是一個深奧又很有意思的問題。科學求索其中的奧秘，告訴了人類生命神奇然絕不神秘。作為生命科研一員我也曾拜讀過薛定諤先生著作《生命是什么》，也有一點啟發(fā)，加深了一些生物科學問題應該嘗試著從生命物質作為物質所應遵循的普適規(guī)律來思考。對書中提指出的物理化學規(guī)律同樣也可以用以解釋生物學事件，深感贊同。曾經(jīng)和我們院長，一些老師交流過，他們也覺得是個新思考。這是一個思想深邃的偉大科學家對科學真理的何其堅定與自信，只要秉持這樣的信念，我相信我們也一定會揭開生命的一個個奧秘。