极端生存
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充满毒害的早期环境孕育的第一个生命

起初,地球并不是生命的摇篮。在最早的年代里,它根本就是一个地狱,一个我们无法想象的世界。时空旅行者必须穿上太空服,否则活不到下一秒。大气是二氧化碳和氮气混合成的“稀粥”,氧气完全不存在;地面上流动着一道道熔岩,天空不断被火山引发的闪电劈开;地面迸出的有毒化学物质——氨气、硫酸盐、甲醛,不断被喷射到大气中。Kasting, J. F. 1993. “Earth's early atmosphere.” Science 259: 920–926.海洋在扩张,地壳中聚集的水分、天上落下的雨水以及偶尔坠落的携冰的陨石,这些都是海水的来源。Moseman, A. 2010. “Frost-covered asteroid suggests extraterrestrial origin forEarth's oceans.” Discover Magazine, April 29.来自太空深处的冰块包含着少量复杂的化学物质,为这颗年轻的行星带来了分子原料,播下了生命的种子。Chyba, C., and C. Sagan. 1992. “Endogenous production, exogenous delivery and impact-shock synthesis of organic molecules: An inventory for the origins of life.” Nature 355: 125–132.最早的生命基础物质——蛋白质和核酸,就是在这一陌生的化学物质中诞生的。地壳熔岩冷却后,只过了几亿年,生命就在地球上签下了“租约”。

生命注定会勃发,但也会遇到危机,在经历了无数次考验和失败后,最终才得以延续。在最早的亿万年间,海洋是地球生命的摇篮,它孕育和考验了生命,也为生命的长存设定了条件。最终,大海居民的数量变得越来越多,多得甚至可以改变海水的化学性质,改变大气的成分。之后,生命在海洋中形成了像网络一样错综复杂的物种体系,物种的数量得到了爆炸性的增长。接着,生命将这些技能带到了陆地上,从而改变了陆地的面貌。弹涂鱼(Mudskipper)的近亲占领了海滩,最终演化成了人类。在这段时间里,海洋中每个角落的生命依然在不停地演化。它们觅食,也被觅食,进而演化出了能在各种环境下蓬勃生长的能力。

微生物学家路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)曾这样道出生命的本质:“生命永远源于生命。”Knoll, A. H. 2004. Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth. Princeton, NJ: Princeton University Press, p. 73.凭直觉而言,第一个出现的生命就是个例外,不过这取决于你如何定义生命。那些最早能自我复制的有机体确实算不上生命,它们只是体积巨大的分子而已,是由分子组成的机器,而这一切复制与组合的过程很可能就是从海洋中开始的。Knoll, Life on a Young Planet, chapters 2, 3.

生物演化的进程极其迅速。在格陵兰岛西部的伊苏阿表壳岩带(Isua Supracrustal Belt)中发现的碳同位素的明显变化,是生命存在的最早证据,可追溯至38.5亿年前,Tenenbaum, D. 2002. “When did life on Earth begin? Ask a rock.” Astrobiology Magazine, October 14. http://astrobio.net/exclusive/293/when-did-life-on-earth-begin-ask-a-rock; Olson, J. M. 2006. “Photosynthesis in the Archean era.” Photo-synthesis Research 88: 109–117.距地壳熔岩冷却只有5.5亿年的时间。生命不仅以非常快的速度繁衍,而且还能承受住严酷的磨砺。

早期的太阳系是一个全新的“建筑工地”,到处散落着小行星,它们是建造行星时的残余。通过对月球的仔细勘测,人们推测出了早期地球的景象:陨石和彗星像雨点儿一般撞击着地球。在早期的亿万年里,众多小行星、彗星和地球之间发生过多次灾难性的碰撞,碰撞产生的能量可以蒸发早期地球上的海洋,消灭所有的生物。Rothschild, L. J. 2009. “Earth science: Life battered but unbowed.” Nature 459: 335–336; http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7245/full/459335a.html.从早期地球的新构造模型来看,生命也许能在这些大灾难中幸存,但前提是它们已经广为存在。也许有一些分布于全球的微生物群体藏在深海的缝隙中,以吸收从地幔熔岩中渗出来的化学物质为生,躲过了毁灭性的小行星撞击。一旦细胞生命在海洋由浅入深的各种环境下驻足,而早期太阳系中的废弃物清理得差不多之后,地球上的生命就将永久性地站稳脚跟。