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探求生命的起源-史丹利・米勒誕辰|科學史上的今天:3/7

圖/wikimedia

相較於其它荒涼死寂的星球,生機盎然的地球顯得獨一無二。但地球最初是如何孕育出生命的?宇宙創生時的大霹靂至少還留下宇宙背景輻射的足跡可以印證,然而化石留下的卻是已經成為生物的遺跡,無法透露生命起源的秘密。

那麼,如果模擬地球幾十億年前的環境,能重現生命誕生的事件嗎?當然,演化所需的時間甚於海枯石爛,無須妄想,但,至少或許有可能出現構成生命的有機分子,那也意義重大了。這正是當時仍是研究生的米勒想作的實驗,印證一下 1920 年代幾位科學家提出的假說:早期地球的大氣與海洋成分經由化學反應可以自然產生有機化合物,因而孕育出生命。

當米勒於 1952 年向教授尤瑞 (Harold C. Urey) 提出想法時,並未得到贊同,畢竟很有可能白忙一場以致無法準時畢業。但米勒仍執意想做此實驗,於是在尤瑞的指導下,他們在裝有電極的燒瓶中灌入水、甲烷、氨、氫氣與一氧化碳,以模擬原始大氣。再以管子連結到一個水是半滿的燒瓶;當然設備與水都經過殺菌處理才密封起來。然後米勒加熱裝著水的燒瓶以模擬產生水蒸氣的海洋,再對裝著氣體的燒瓶通電產生火花以模擬閃電。過了一個星期,果真就在水溶液裏發現有機化合物,包括胺基酸與醣類、脂質,而這些正是組成生物物質的必備材料。

1953 年,他們發表論文,轟動全世界。他們的實驗內容簡單明瞭,別人很容易就可以複製驗證,因此很快就獲得認可。這個後來稱為「米勒─尤瑞」的實驗成為歷史上的經典實驗之一,列入教科書內容,所有關於生命起源與演化的書籍也必定都會提及此實驗。

當然,這並不代表地球的生命起源一定就是如此,畢竟他們模擬的實驗條件不見得與地球當初的環境一樣。但他們至少證明了組成生物的有機分子可以由簡單的無機化學分子自行形成,地球可以自行孕育出生命,無須托予隕石、外星人或上帝等外力。至於生命大河的幽遠源頭究竟在何處,就有待科學家繼續探訪了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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