水是生命之源,關(guān)于這一點(diǎn),相信不會(huì)有人提出什么異議,因?yàn)榘ㄈ祟愒趦?nèi),地球上已知的所有生命形式都離不開水。
生命為什么離不開水呢?無論是簡(jiǎn)單的生命形式也好、復(fù)雜的生命形式也罷,為了保證自身的存活都必須要進(jìn)行一系列相應(yīng)的生命活動(dòng),這些生命活動(dòng)的本質(zhì)實(shí)際上就是化學(xué)反應(yīng),而這些維持生命所必須的化學(xué)反應(yīng)全部都需要水的參與,由此可見,水被稱之為“生命之源”是當(dāng)之無愧的。既然如此,為什么又說水是阻礙生命形成的障礙呢?
生命并不是從一開始就存在的,地球上生命的從無到有是有一個(gè)過程的,而這一過程便起始于蛋白質(zhì)的形成。
蛋白質(zhì)是一種大分子物質(zhì),它是由一系列氨基酸結(jié)合而成的,是什么力量使氨基酸結(jié)合在一起的?是化學(xué)鍵,而化學(xué)鍵又是通過縮合反應(yīng)而形成的。什么是縮合反應(yīng)呢?簡(jiǎn)單來講,縮合反應(yīng)就是多個(gè)有機(jī)分子相互作用后以共價(jià)鍵結(jié)合成一個(gè)大分子,同時(shí)伴隨有失去水分子的反應(yīng)。如果你覺得有些晦澀難懂,也沒有關(guān)系,你只需要注意到這個(gè)過程是要失去水分子的。
蛋白質(zhì)是生命形成的基礎(chǔ),而蛋白質(zhì)形成的必要條件就是“失水”。
事實(shí)上不僅是蛋白質(zhì),很多生命物質(zhì)的形成都需要經(jīng)歷“失水”這個(gè)步驟,比如DNA、復(fù)合糖等等。失水原本不難,可如果身處于被水包裹的環(huán)境中,這就變得十分困難了,這就好比一個(gè)全身浸入水中的人卻想要保持干燥一樣,現(xiàn)在你明白為什么說水是阻礙生命形成的障礙了吧。在地球生命形成之前,地球就是一片汪洋大海,因?yàn)樵缙诘牡厍虿]有大陸地殼與大洋地殼之分,大陸地殼是在后來的地質(zhì)演化過程中逐漸形成的。
既然整個(gè)地表都被水所覆蓋,早期生命物質(zhì)的形成又是如何做到“失水”的呢?
其實(shí)這個(gè)問題一直以來都是一個(gè)謎題,科學(xué)家們圍繞這一謎題做出過很多的猜測(cè),直到最后他們將目標(biāo)鎖定在了水滴上。當(dāng)然,這里所說的水滴并不是我們?nèi)粘Kf的水滴,準(zhǔn)確地來講應(yīng)該稱其為“微滴”。微滴顧名思義就是極其微小的水滴,它的直徑大概在百萬分之一米左右,這種微小的水滴具有一個(gè)典型的特征,那就是體積很小,但與體積相對(duì)應(yīng)的表面積卻很大,這種特征使得它可以很好地解決生命形成早期需要“失水”的問題。
在微滴與包圍微滴的空氣的交界處有著很大的空間,這部分空間就被稱之為“空氣-水界面”,這里擁有獨(dú)特的化學(xué)環(huán)境,在這種獨(dú)特的環(huán)境之下,化學(xué)反應(yīng)將會(huì)被加速。
科學(xué)家通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在微滴表面,化學(xué)反應(yīng)的速率可以提高100倍到百萬倍,這意味著氨基酸與蛋白質(zhì)的形成可以在微滴表面迅速完成,為了進(jìn)一步驗(yàn)證這種推論,研究人員又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),他們將溶解在微滴中的氨基酸噴向質(zhì)譜儀,結(jié)果兩種氨基酸成功地結(jié)合在了一起。
后來,研究人員又將更多的氨基酸加入到實(shí)驗(yàn)之中,以相同的方法模擬生命形成早期的那種碰撞,結(jié)果獲得了多達(dá)6種氨基酸的短肽鏈。
也就是說,地球早期生命是在微滴中形成的,而后又在海洋中得以孕育。早期地球環(huán)境中真的有這么多微滴嗎?這并不需要擔(dān)心,微滴是廣泛存在的,在水面的浪花中、氣溶膠之中都含有大量的這種微型水滴。
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