生命“積木”哪里來

積木游戲，大家都知道吧?我們常常把許多積木按照不同的排列方式搭建出各式各樣的積木結(jié)構(gòu):小洋樓、矮山、S形馬路……

但是，對于自然界中的“積木游戲”，我們不一定很熟悉。建造蛋白質(zhì)分子的“積木游戲”就是其中的一種。

不同數(shù)量、性質(zhì)的氨基酸就是那一個(gè)個(gè)“積木”，它們可以“拼”成許許多多蛋白質(zhì)?？僧?dāng)氨基酸不夠用時(shí)，我們該怎么辦呢?

斯唐來·米勒想到了在容器里人工合成氨基酸。年僅23歲的他在1953年美國芝加哥大學(xué)的“教授會(huì)”上展示了自己的實(shí)驗(yàn)方案，竟遭到了教授們的反對，他們認(rèn)為人造氨基酸不可能實(shí)現(xiàn)。

“沒有想過的，并不意味著不可能成功。”米勒的導(dǎo)師尤里教授不以為然。

米勒更是自信滿滿，他說:“只要我們能模擬出原始地球的還原性大氣，再模仿當(dāng)時(shí)經(jīng)常電閃雷鳴的自然條件，就很有可能制造出氨基酸!”

在尤里教授的支持下，血?dú)夥絼偟拿桌詹活櫋敖淌跁?huì)”的反對，堅(jiān)持進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

米勒設(shè)計(jì)了一種特殊的大玻璃容器。為了保證實(shí)驗(yàn)制成的復(fù)雜化合物一定不是由活細(xì)胞形成的，他先把容器中的氣體抽干，使之處于真空狀態(tài)，再在130℃下，用水將容器連續(xù)消毒了18個(gè)小時(shí)。

然后，他將氨、甲烷、氫氣注入容器中，這些氣體混合的比例與推測的原始大氣基本相同。

接著，他用另一個(gè)同樣消過毒的玻璃容器將水煮沸，形成的蒸氣經(jīng)過一根玻璃管進(jìn)入第一個(gè)玻璃容器中。

在蒸氣的推動(dòng)下，氨、甲烷和氫氣形成的混合氣體又經(jīng)過另一根玻璃管回到沸騰的水中。米勒讓第二根玻璃管保持冷卻狀態(tài)，因而蒸氣在尚未滴回原來的容器前就轉(zhuǎn)變?yōu)樗恕?/p>

這樣，在沸水的帶動(dòng)下，氨、甲烷、氫和水蒸汽的混合物就在這套特殊的裝置中不停地循環(huán)。原始地球的還原性大氣就這樣被制造出來了。

但“電閃雷鳴”怎么模仿呢?米勒想到了用連續(xù)的電火花來模擬地球在原始時(shí)代頻繁的閃電現(xiàn)象。

這樣，米勒人工合成氨基酸的實(shí)驗(yàn)正式開始了。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了110個(gè)小時(shí)之后，容器中氨的濃度迅速下降，氨基酸的比例則持續(xù)上升。一個(gè)星期過去了，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的第8天，米勒終于得到了期望的結(jié)果:在這個(gè)容器里面，出現(xiàn)了甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等重要的氨基酸。

其中，甘氨酸和丙氨酸是構(gòu)成各種蛋白質(zhì)的19種氨基酸“積木”中的兩種，也是所有氨基酸中最簡單的。

米勒把小小的容器變成濃縮了的原始地球，成功地合成了氨基酸，震動(dòng)了整個(gè)生物學(xué)界。在探索生命起源的征途上，人類又邁出了重要的一大步。