Sources
当然整套理论都还只是假说,目前也没有太多证据可以证明。但是重要的是它为解开密码起源之谜带来希望之光,从简单化学反应到三联密码诞生,看起来也有可能发生,也可以被实验检验。尽管如此,你也许会认为这一切虽然听起来很好,但是我一直在讲的RNA分子好像直接长在树上,随便摘就有似的。而且我们是如何从简单化学反应,走到对蛋白质进行自然选择?又如何从RNA进步到DNA?最近几年的研究结果提供了一些不俗的答案。而新的发现恰好支持第一章提到的生命诞生于海底热泉的假设。 第一个要问的问题就是,RNA分子是从哪里来的。虽然我们对RNA世界已经研究了20年,然而这个问题却几乎从来没有被好好地问过。一个大家绝口不提但是极为愚蠢的假设是:RNA不知为何就这样存在于原始汤中。 我不是开玩笑的,科学家的研究大多解答极其专一的问题,他们不可能一次回答所有的问题。美妙又威力无穷的RNA世界假说,其实建立在一个“恩赐”上,也就是RNA事前已经存在了。对于提倡RNA世界的先驱来说,重点不在于RNA从哪里来,而在于它们能做什么。当然还是有人对RNA的合成过程感兴趣,然而他们却很快地陷入各自的小圈子里,循环往复地为自己所拥护的假说争辩。或许RNA是在外太空由氰化物合成的,或许它们是闪电击打地球上的甲烷和氨气合成的,又或许它们是在海底火山口冶炼愚人金时一起产生的。这些假设都各有各的优点,但是也都面临一个非常基本的问题,那就是“浓度问题”。 要制造单一的RNA字母(核苷酸)并不容易,不过如果核苷酸浓度够高,它们会很快形成聚合物(也就是RNA分子)。大量的核苷酸分子会自动聚在一起变成RNA长链。但是当核苷酸浓度降低时,逆反应就会发生,RNA会自己降解成单一核苷酸。问题就在这里,RNA每自我复制一次,就会消耗核苷酸,因此导致核苷酸浓度降低。除非有办法持续快速地生产核苷酸(且一定要比消耗速度快),否则RNA世界不可能行得通,当然也无法解决任何问题。这样当然不行。所以,任何人如果想要在科学上获得一点实质的进展,那最好先把RNA当作天赐的礼物。 当RNA起源的解答遥遥无期时,他们忽略这个问题确实有其正当性。不过解答最后出现得颇有戏剧性。RNA分子当然不是长在树上,而是长在碱性热泉里,或者至少可从模拟的泉口中得到。不屈不挠的地质化学家罗素(我们在第一章已经介绍过他)、迪特尔·布劳恩(Dieter Braun)与他的德国同事,在2007年发表了一篇极为重要的理论论文,文中提到,在碱性热泉环境下核苷酸的数量可以累积到惊人的程度。这与热泉区可以产生极大的温度梯度有关。罗素认为,在第一章提到的碱性热泉里,泉水通过许多细小而互相连接的孔洞,而热泉的温度梯度会通过这些孔洞循环制造出两种流动。第一种是对流,就像煮开水时会看到的。第二种则是热扩散,也就是热会往较冷的海水里扩散。借着这两种流动的交互作用,热泉会渐渐在较低的孔洞中填满各种小分子。在他们的仿真热泉系统中,核苷酸的浓度可以达到起始浓度的数千甚至数百万倍。如此高浓度的核苷酸很容易产生RNA分子。因此他们推论,这样的环境会强迫生命分子从高浓度的环境中开始进化。
Podcast Editor
Podcast.json
Preview
Audio
