实际上,再博学多识的科学家,也无法从无到有地制造出一个生命,哪怕这个生命是单细胞生命。在回答为什么实验室无法制造出单细胞生命之前,我们先看一下地球上的生命是如何起源的。
地球生命起源
地球形成于45.5亿年前,当时在太阳附近有一个直径约2光年的星云物质,这些星云物质之中出现了引力坍塌,逐渐在引力的作用下汇聚成了一个物体。
我们知道,物体的质量越大,引力就越大,就这样物体质量不断的增加,引力也不断的增加,最终大多数的星云物质形成了太阳,而剩下的边角碎料形成了太阳系内的其他星球,地球就是其中之一。
地球在刚诞生之处,温度非常高,星球表面呈熔融状,此时的地球还没有形成生命。
就这样大概过了5-6亿年,地球温度逐渐冷却,被汽化的水蒸气也以降雨的形式落入地球表面,汇聚成为了海洋,然而此时由于没有大量的游离氧,所以臭氧层还未形成,紫外线可以通过大气层直接照射到地球表面,破坏地球生命物体。
此时地球上其实已经出现了生命,只不过此时的生命还比较脆弱,它们生活在海底深处热泉口附近。
米勒曾经做过一个模拟地球早期环境的实验,他发现地球早期的空气、海水可以在雷电的作用下,生成生命必备的物质——氨基酸。也就是说,生命物质可以从无机物中诞生。
但是有了氨基酸并不代表有了生命,氨基酸相当于建造房子的砖块,而砖块并不会自己建成房子。
最初的生命虽然是氨基酸组成的,但并不是大海所有的地方都可以组成生命,只有海底热泉口才可以诞生生命。
这是因为,虽然此时生命已经出现了,但这种生命结构比较简单,连细胞膜都没有,而海底热泉口由于常年从地幔层喷发物质,而喷发出的物质蓬松多孔,早期生命可以在这些小孔里生存。
再者,由于海底热泉口常年从地幔层喷发物质,所以海底热泉口附近有高浓度的氢离子浓度差,可以为早期生命提供能量。
其次,科学家研究发现,早期生命很有可能利用RNA作为遗传物质,这是因为RNA结构简单,并且能够自我剪切自己,不像DNA需要依赖蛋白质才能自我复制和剪切。
根据以上种种,科学家们提出了海底热泉口假说以及RNA世界假说,既:生命最初诞生于热海口,遗传物质是RNA。
既然科学家们已经知道生命最初诞生的环境和要求了,那么我们能不能利用这样的环境来自己制造生命呢?
科学家可以人工制造生命吗?
实际上,科学家只要建造一个实验室,模拟地球早期环境以及热泉口的环境,有很大的概率可以制造出生命的。但是这样制造出来的生命,其实并不是人工制造出来的,因为人类只是将它们诞生的环境重现而已,想要从无到有的制造生命,对于科学家们来说,有非常高的难度。
首先,我们知道,最简单的生命就是单细胞生命,而细胞又是由:线粒体、细胞质、细胞核、核膜、核仁等等组成的。
除此之外,细胞在工作时,还需要大量的蛋白质配合,这整个过程是自然界几十亿年造就的。即使一个单细胞生命,其精密程度都足以让人类最顶级科学家望而却步。
比如:我们现在研究指导了DNA是双螺旋结构,也研究清楚了染色体上是由碱基,氢键等组成,但是人类却无法利用自己已知的材料,去制造出一条DNA链条,甚至连RNA链条都无法人工制造。
还有,我们知道细胞膜是双层结构,但我们也无法利用已知的材料去制作出一个细胞膜。即使制造出来,也不能工作。
从以上这两个可以看出,即使是最简单的单细胞,它背后也是非常复杂的,而且远远超过了人类能够操作的复杂程度,所以目前我们还无法在实验室里制造出一个生物。