化学起源：生命的原料是怎么出现的

生命的原料，是在 40 亿年前到 38 亿年前这段时间里，一步步从化学反应中攒出来的：先有氨基酸，蛋白质的积木出现；再有核苷酸，遗传字母开始拼写；接着脂质膜围出“内”与“外”；然后是 RNA 世界，一种分子既存信息又能催化；最后分子学会复制自己，膜包住复制系统，形成原细胞。

生命究竟怎样起源，今天仍是开放的科学问题。下面每一步，都是研究者通过实验和推理提出的候选解释，而不是已经完全定论的历史。

六个步骤

• 氨基酸（米勒-尤里）：蛋白质的积木出现。
• 40 亿年前 · 核苷酸：遗传字母开始拼写。
• 39 亿年前 · 脂质膜：油滴围出“内”与“外”。
• 39 亿年前 · RNA 世界：一种分子既存信息又能催化。
• 38.5 亿年前 · 自我复制：分子学会复制自己。
• 38 亿年前 · 原细胞：膜包住了复制系统。

可以把这六步想成搭房子：先备好砖（氨基酸），再备好写字的笔画（核苷酸），然后围出墙（脂质膜），再让屋里的一种东西既能当说明书又能当工具（RNA），让它学会复印自己，最后用墙把整套系统围起来。

原料能不能自己长出来

一个研究生把水、甲烷、氨和氢封进烧瓶，持续放电，竟得到了组成蛋白质的氨基酸（Miller，《Science》1953）。原料也可能来自太空：默奇森陨石里发现了非地球来源的氨基酸，生命的原料在宇宙中可能很常见（Kvenvolden 等，《Nature》1970）。

核苷酸一度被认为很难在原始条件下做出来。后来有人找到一条更“自然”的化学路线，在原始条件下直接合成 RNA 的组件（Powner、Gerland 与 Sutherland，《Nature》2009）。

RNA 为什么既是信息又是工具

RNA 能像酶一样催化反应，RNA 既是信息，又是工具，这项发现获 1989 年诺贝尔奖（Kruger、Cech 等，《Cell》1982）。另一个团队独立发现，一种酶真正起催化作用的部分是 RNA 而不是蛋白质（Guerrier-Takada、Altman 等，《Cell》1983）。在这些发现的基础上，有人提出最早的生命可能完全由 RNA 构成，DNA 和蛋白质都是后来才加入的（Gilbert，《Nature》1986）。

后来的证据继续补充。核糖体合成蛋白质的核心是 RNA，这是 RNA 世界留下的直接证据，该工作获 2009 年诺贝尔奖（Nissen 等，《Science》2000）。两种 RNA 酶互相复制，数量可以持续指数增长，向“分子生命”迈近了一步（Lincoln 与 Joyce，《Science》2009）。

在哪里发生

深海热泉周围存在不依赖阳光的生态系统，生命起源有了一个新的候选地点（Corliss 等，《Science》1979）。这篇论文的题目写的是加拉帕戈斯裂谷上的海底温泉。这里的措辞是“候选”：它提供了一种可能，但不是唯一答案。

想读原文，可以搜这些题目

• Miller（1953）：《A production of amino acids under possible primitive earth conditions》，大意是“在可能的原始地球条件下生成氨基酸”
• Kvenvolden 等（1970）：《Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite》，大意是“默奇森陨石中存在地外氨基酸和烃类的证据”
• Powner 等（2009）：《Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions》，大意是“在前生命时期可信的条件下合成活化的嘧啶核糖核苷酸”
• Kruger、Cech 等（1982）：《Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena》，大意是“自我剪接的 RNA：四膜虫核糖体 RNA 间插序列的自我切除与环化”
• Guerrier-Takada、Altman 等（1983）：《The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme》，大意是“核糖核酸酶 P 的 RNA 部分是该酶的催化亚基”
• Gilbert（1986）：《Origin of life: The RNA world》，大意是“生命的起源：RNA 世界”
• Nissen 等（2000）：《The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis》，大意是“核糖体在肽键合成中活性的结构基础”
• Lincoln 与 Joyce（2009）：《Self-sustained replication of an RNA enzyme》，大意是“一种 RNA 酶的自我维持复制”
• Corliss 等（1979）：《Submarine thermal springs on the Galápagos Rift》，大意是“加拉帕戈斯裂谷上的海底温泉”

游戏里怎么体现

游戏里，化学起源时代的资源叫有机分子，生成器依次是热液喷口、闪电合成、陨石输送和黏土催化。热液喷口和陨石输送，在上面的研究里都能找到线索；至于现实中哪一种才是主要来源，科学界仍在讨论。