Question

细胞如何生成？

Answer 1

虽然在实验室里制成了许多种重要的化合物。但是，关于细胞是如何生成的这个问题，仍旧没有解决。

没有哪类化合物完全靠它自身便成了活的，所有在我们看来活的东西，都是各种物质的混合物，这些物质靠一层薄膜保持紧密的联系，并以一种非常复杂的形式互相反应。比如一些病毒，它只是由单个核酸分子外包一层蛋白质壳组成。

用现代方法研究生命起源问题的霍尔丹，也考虑着细胞是怎样形成的。他指出，油滴入水中时，油的薄膜有时会生成泡泡，泡泡中又包着小水滴。某些由紫外线能合成的化合物是油质的，与水并不相混。假如油质形成的小气泡恰好包住了蛋白质、核酸及其他物质的适当混合物，会发生什么情况呢?今天见到的细胞膜，可能就是由这种早期的油质薄膜发展而成的。

俄国生物化学家奥巴林作了进一步的深入的研究，他证明：在溶液中的蛋白质有时会聚集成小滴，并在小滴的外围形成一种像皮肤似的东西。

迈阿密大学的西德尼·福克斯认为：早期的地球一定是一个很热的行星，火山使干燥的土地保持一种蒸气腾腾的状态，并使海洋近于沸腾。也许仅仅是热能，就足以使简单化合物形成复杂的化合物。

为了验证他的这种假说，福克斯和考鲁·哈拉达开始以一种类似I型大气的气体混合物，使之通过一根热的管子。果如所料，至少形成了10多种氨基酸，它们恰恰全都是构成蛋白质的那些氨基酸，没有一种氨基酸是在蛋白质中找不到的。

福克斯又惊又喜，做了进一步的实验。1958年，他以在蛋白质中发现的各种氨基酸为初始物，每种取一点儿，混在一起并加热。结果他发现这些混合在一起的氨基酸，竟杂乱无章地聚成条条长链，很像蛋白质分子中的长链，福克斯称这些长链为“类蛋白质”，意为像蛋白质那样的东西。它们确实非常类似，胃液可以消化普通蛋白质，也可以消化类蛋白质；细菌可以在普通蛋白质中滋养生长，也能在类蛋白质中滋养生长。

当福克斯将类蛋白质溶在热水中，然后使溶液冷却，他发现这些类蛋白质聚在一起，呈小球状，其大小与小的细菌相仿。福克斯感到十分吃惊，他称它们是“微球”。

这些“微球”并不是活的，但是它们的行为有些地方却很像细胞，它们也被一种膜包围着。福克斯在溶液中加入一定的化学物质，就能使“微球”涨大或缩小，好似普通的细胞一样。“微球”也能萌芽，有时这些芽好像长大了、破裂了。微球可以一分为二，也能粘连成链。

福克斯最后得出一个结论：由氨基酸形成的蛋白质装配成“微球”体，从而导致在原始环境中产生原始细胞，这些细胞又导致后来的核酸进化，最终产生自我维持的细胞。在类蛋白质存在可激发化学过程，进而导致这些微分子必需物的进化。他相信，类蛋白质从本质上来说可能是激发生命化学发展的活化剂。

福克斯的研究得到了多数科学家的认同，波南帕鲁玛认为：“福克斯的工作是非常重要而有趣的，尤其是他那经加热而创造的具有生命力的微球体。……这种现象对于生命起源的研究具有重要意义，特别对偶然发生者容易获得。”

波南帕鲁玛继续进行了福克斯的实验，又有新的进展，他说：“球体验证从外到内转移同位素的膜的特征，第一个细胞模型可能就是微球体。”

1994年，南伊利诺斯大学的生物学家阿利斯托特尔·佩皮利斯经过实验也认为：福克斯的理论似乎是可能的。类蛋白质形成原始细胞膜，这些膜都具有生命细胞类脂膜的许多特征，这些初步的细胞壁包围着初生的原生质，它本身就是一种类蛋白质的原生质结构丛状物。这些膜能使小分子渗透，但不能使大分子渗透。在原始细胞表面，有时残留蛋白质将原始细胞连在一起，形成纤维状网状物。他断言：“这些类似细胞的早期单元物质是原始细胞，它们是原始生命的最小单元。”