谁捉住了上帝粒子
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米勒实验

为了验证奥帕林的猜想,斯坦利·米勒在1952年做了一个趣味横生的实验,而实验的原则看上去非常简单:在他的实验室里建立迷你模型,重新模拟生命诞生最初时期的地球环境。

为了实现环境模拟,米勒使用了三种元素:一个装热水的瓶子,模拟海洋;电击,因为电击会产生火花,以此模拟雷电的效果;以及一份气体混合物,以此模拟地球上的原始大气层。米勒模拟大气的构成包含:氢气(H2),甲烷(CH4)和氨气(NH3)。当然了,为了呼应奥帕林的猜想,米勒并没有在这份“死亡大气”之内加入一丁点儿氧气(图2)。

米勒通过实验究竟发现了什么呢?首先,瓶中的水逐渐改变颜色,最后竟然变成了粉红色!经过一个星期的连续操作,米勒决定检测一下瓶中的化学成分,于是他在瓶中发现了至少11种不同的氨基酸分子,而我们知道,氨基酸是构成地球生命的基本化学成分……

图2 米勒在实验中,用一个装有水的加热瓶模拟海洋,而电击装置则用来模拟闪电,不同气体的混合物用来模拟地球的原始大气。除了自然形成的水蒸气,米勒还在瓶中加入了最初的甲烷、氨气和氢气;不过,也可以通过加入其他气体来改变实验条件

我们得再强调一下,这些化学分子正是氨基酸。蛋白质是一种结构非常复杂的、由几千个原子构成的生物大分子,在人体之内保证各个器官的活性。但是,这些蛋白质则都是由基础分子氨基酸构成。氨基酸是一组特定的、结构更简单的分子,所有的氨基酸的结构都如下图所示:

在这个结构式当中,字母C、N、H和O分别代表碳原子、氮原子、氢原子和氧原子。[1]在结构式中,你还可以看到字母R,但要注意,R并不是任何化学元素的缩写!这个字母用来代表可能出现在此处的任何类型的原子组合:我们称之为“基”。将不同的“基”放在R这个位置,我们就能得到不同的氨基酸。虽然氨基酸的种类浩如烟海,但是构成我们生命体的氨基酸只有22种:它们可以被看作构成生命基础的22块“砖”。

米勒在他的模拟“汤”里发现了11种不同的氨基酸。但在那之后,米勒实验又被重复了一次,并且通过更精确的手段来检测成分,人们发现,米勒实验一共创造出了25种氨基酸,其中有一些氨基酸,根据我们现有的发现,并不属于那22块“砖”!