生命的起源与化学演化

35亿年的微生物化石

科学家们认为，地球上第一个活的细胞是通过化学演化这一自然过程产生的。那么什么是化学演化，化学演化是如何运行的，化学演化和生物进化又有什么区别呢？

用白话来说，演化就是随时间的变化。

生物的演化被老先生们译成了进化，涉及的事物都是能够繁殖的，也就是说，活的生物制造它们自己的复制品。我们看到的随时间演变的生物进化并不是任性随机的变化。通常，通过自适应的变化，一个种群在它所处的环境中变得更适于生存或者能更好地繁殖。生物的进化有三个要素：繁殖，变异，选择。在一些条件下，生物进化能够使得一个物种产生出新的特征和能力。举例来说，大多数种类的冬青叶子边缘是光滑的，但是英国冬青的叶子是带刺的。这种带刺的冬青叶子最初是怎么进化来的？冬青繁殖的时候，它的后代会产生随机的变异。每个个体不但和它的爹妈会略有不同，和它的兄弟姐妹也会略有不同。如果树林子里到处都是吃草的动物，那些凑巧不太好吃的冬青会更容易长大、生子。在自然界里能活下来并且把特性传递给子孙后代的都是被自然选择的结果。对英国冬青来说，突变使得它的叶脉越过叶缘，新的武器就这样诞生了。达尔文的生物进化论是科学上伟大的突破，它解释了生物的新的复杂特性和能力是怎么自然地发展而来的。那么问题来了，生物进化依赖于繁殖，繁殖本身又是个非常复杂的过程。那么繁殖又是怎么演化而来的呢？

为了解开这个迷，科学家们正在开展对化学演化的研究。化学演化指的是那些不会繁殖的事物随时间的演化，比如个别的分子或者相互作用的分子组成的化学系统。分子、化学结构以及化学系统总是会随着时间发生变化。系统通常会向简单化的方向发展，比如固态铁与水接触变成铁锈，蛋白质受热分解等。如果简单的化学演化是繁殖这样高级现象的起因，那么必然存在某些条件，使得化学系统向着复杂化演化、形成新的结构以及获得新的功能。与生物进化需要繁殖相对应，化学演化需要的是简单得多的重复制造。

在地球上和整个宇宙中，强大的自然现象循环发生，如日夜冷热交替、火山周期性喷发、海水潮起潮落等。这些事件导致化学系统中不断产生新的分子。这些分子随着时间不断累积，并随着与环境发生相互作用从而发展出新的性能。举例来说，脂肪酸分子是由碳、氢、氧原子构成的，具有特定的结构。活的细胞会利用环境中的原子制造脂肪酸等复杂的分子。科学家们过去认为只有活的细胞能够不停地搭建脂肪酸。但是现在实验室里的研究表明，不需要活的细胞，把一氧化碳、氢气等简单的气体分子和类似于地壳物质的矿物一起加热，就能得到脂肪酸等复杂的碳的化合物。在地下的空穴中，岩浆的加热会使得这些分子自然地重复地产生。当压力累积到一定程度时，这些分子被喷射到水中。在这里，将发生一个简化版的自然选择过程。

被喷射到水体中的分子或者悬浮或者下沉，自然通过水这种环境来对它们作出选择。在温水中悬浮的脂肪酸分子随着时间逐渐积累，当它们的浓度足够高时，这些脂肪酸分子会聚集在一起，自组装成稳定的球，进而合并为大的薄层。如果某个涨落恰巧使得薄层的边缘相接触，边缘的聚合将使得薄层最终形成一个稳定的、中空的、像细胞膜一样的笼子。这些笼子具备了新的功能，它们能够捕获其它分子并为这些分子提供全新的环境从而使化学演化在它们的内部继续进行。这些膜以及其它许多分子、化学系统的形成，印证了一个重要的原则，即通过化学演化，能够产生新的特征和功能。在此基础上，科学家们假设，在合适的条件下，化学演化有可能产生出完全能够繁殖的系统。如果他们是对的，那么化学演化就能与生物进化相连接，从而证明，化学演化确实能够产生生命。

如果用化学元素能整出生命，地球上包括人在类，都不用繁衍啦。直接生产一批生命就可以了。而且可以生产出最质量的生命。杜绝次品呢