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进化教(化学进化派)的叛徒——迪恩·肯亚

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来自Android客户端1楼2018-10-13 17:51
    对于最初生命的起源,达尔文语焉不详,事实上,他甚至没能在《物种起源》中,论及生命怎样从无生命物质中产生的问题。
    唯一能使我们窥测达尔文在这个问题上观点的,是他写给同事约瑟夫·胡克的一封信中提到:“关于最早活物的产生,假设,哦,好大一个假设,我们可以想象在某个温暖的小池塘里,有各种的氨气,磷酸盐,光,热和电流,然后经过化学反应,生成了一个蛋白分子 ,并且预备发生更加复杂的变化,虽然这样的物质在今天会立刻被吞吃掉,但是在生物形成前的情况可能并非如此。”
    到了达尔文的晚年,他对地球早期原生水中的简单化学物质,产生出原始细胞的想法,并没有加以发展,后来到了20世纪20,30年代一位叫亚历山大·欧佩林的俄罗斯科学家,提出了一整套解释这是如何发生的理论,这个理论成为化学进化论,欧佩林认为他可以运用达尔文的原理,来解释地球上最早生命的起源,他设想简单的化学物质聚合,再聚合,成为更大的分子,而这些大分子通过几率和自然选择,自组成地球上最早的原始活细胞。
    再后来的30年里,许多科学家思考着达尔文和欧佩林的理论,简单的化学物质如何能够发展出生命呢?有一人以为他知道了。
    迪恩·肯亚,从20世纪60年代后期到70,80年代早期,迪恩·肯亚是世界化学进化理论的先驱之一,他跟其他人一样,试图说明地球生命,是如何从自然过程产生的,1969年,肯亚与合作者写了一本在生命起源方面很有影响的书《生物预定论》。
    迪恩·肯亚说:“我和我的合作者认为,如果我们可以搜集从60年代中期到后期为止,所积累的所有实验资料,综合贯联成为一套新的理论,我们很有可能解释生命起源的主要构件,对此我们满怀热情的。”
    蛋白分子是地球上一切细胞的基本建材,在细胞中,蛋白分子有着广泛的功能,从细胞所有结构需要的框架 ,细胞骨架,到酶等等,蛋白分子差不多承担细胞内所有功能的责任,所有日常工作,例如清洁细胞,产生能量,都有蛋白分子完成。
    到了二十世纪60年代,科学家了解到即使是最简单的细胞,也是由数千种不同类型的蛋白分子构成的,而这些分子的功能,则取决于它们复杂的三维结构,一些蛋白分子的不规则形状,使他们能催化或引发化学反应。
    因为他们和细胞中的其他分子,就像手套和手一样吻合,而其他蛋白质分子就形成相互连锁的构件。鞭毛发动机的每个部件,就像这个圆环,要么是由单一的蛋白分子构成,或者由一系列的蛋白分子组合成某种特殊的形状,这些蛋白分子本身,又是由成为氨基酸的更小化学单元,串连成长链,这些细胞单元里面的结构,是极端错综复杂的。
    就在组成蛋白分子的氨基酸里,在自然条件下,20中不同的氨基酸,被用来组成蛋白分子,生物学家把它们比作英文中的26个字母,字母可用来排列成大量可能的组合,而且,就是这些字母的组合序列,决定了你是否得到有意义的片语或句子,如果字母排列正确,你得到有意义的文字,如果不正确你就得到乱码。
    这个原则同样适用于氨基酸和不同的蛋白分子。
    现在知道,至少存在三万种不同的蛋白质分子,每一个都由这20种氨基酸排列成不同的组合,他们就像字母一样的排列,常常形成有几百个单元长的链子。
    如果氨基酸排列正确,长链就能摺叠起来成为有功能的蛋白质,(蛋白分子是由氨基酸互相结合在一起而形成的,他们之所以能形成某个特别的结构,是由他们的排列次序而决定的,氨基酸的排列的次序极其关键,因为如果它的序列不正确,就会形成一个没用的链,在细胞中将会被销毁,蛋白分子就像文字或电脑程序,是高度精确的,整体功能是取决于每个部件的精确排列)


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    来自Android客户端2楼2018-10-13 17:51
      但到底有什么来产生氨基酸的精确序列,以至能形成蛋白分子的特别形状或功能呢?
      从50年代到60年代,蛋白分子结构的发现,迫使生物学家去面对这个奥秘。迪恩·肯亚认为,它能解决这个问题,在他的《生物预定论》一书中,他和他的合作者格利·斯坦门提出了一个很有吸引力的理论。
      肯亚写到“生命可能是由组成他的化学成分,特别是蛋白质份子的氨基酸之间互相吸引的性质预定形成的”。当《生物预定论》发表的时候,肯亚和我他的合作者完全相信,我他们们已经有了对生命起源的科学解释。
      肯亚提出,氨基酸的化学性质,使得他它们互相吸引形成长链,以至于形成第一个蛋白分子,也就是细胞中最重要的组成部分,这就意味着生命的出现实际上是不可避免的,单凭化学性质就预定了。
      许多科学家热烈赞同肯亚的想法,并且在随后的20年中,《生化预定论》一书,成了化学进化方面的畅销书,然而,这本书发表了仅仅五年,肯亚就悄悄怀疑起自己理论的可能性,迪恩·肯亚:“就在那段时间,我对进化论阵营的某些观点的怀疑,渐渐明确了,起因是遇到我的一个学生,提出的一个非常有力的相反的论据,而我也无法反驳这项质疑。”
      肯亚被质疑,在没有遗传指令的帮助下,蛋白分子如何能被组合起来?在今天的活细胞中,氨基酸不是像肯亚想像的早期地球上那样,直接由它们之间的吸引力形成,相反细胞中另一个大分子存贮了蛋白中氨基酸排列的指令,它叫DNA。
      起初,肯亚相信蛋白质分子不需要DNA,组合指令就可以直接由氨基酸组合而成,这也是为什么,那么多科学家,对他的理论感到如此的兴奋,但是当他和其他人对氨基酸和蛋白分子的性质了解越多,他就越怀疑蛋白质,可以不需要DNA而自我组合。
      肯亚发现,DNA分子的性质,是他无法用自然的过程来解释的,在紧紧锁牢的DNA,双螺旋结构中隐藏着丰富的信息,是由一些精确排列的化学物质组成的,科学家用ACT和G四个字母来代表他们,在书写文字中,信息的交流必须通过字母精确的排列,同样的,氨基酸构成蛋白分子的指令,是由双螺旋DNA中,这些精确排列的actg决定的,这套化学密码被称为生命的语言,它经过高度压缩后,被组装成当今宇宙中最精致的信息系统?
      肯亚和其他研究生命起源的科学家,都知道他有两个任务,一方面他需要解释基因组合指令的来源,另一方面他要解释蛋白分子是如何在原始的海洋中,不需要DNA,而从氨基酸直接合成的,最后他发现,他两者都做不到。
      在原始的海洋中,很难想像在一个极其微笑的容积中,怎样能聚集几百种不同的成分,这些成分都是构成生命自我复制所必须的?对于没有已经存在的遗传物质的帮助,氨基酸能够自我排列成生物学上有意义的序列,他深表怀疑?在70年代末,他的怀疑已超出了理性可以接受的限度。
      当肯亚反思他的理论时,生物化学的新发现,进一步削弱了他对氨基酸可以自我组合成蛋白分子这理论的信念。当他的研究工作越来越深入的时候,包括在NASA-AMES研究中心的那段时间,他越来越清楚的知道,化学进化论的诸多困难,进一步的实验证明,氨基酸没有能力自我组合成,任何生物学上有意义的序列。
      面对他自己理论的重重困难和不断增加的关于DNA重要性的科学资料,肯亚被迫接受基因信息是绝对必须的,当他综合分析了批评者,所提出的其他的可能性,以及整个研究领域中的工作者,都忽略了基因信息的起源,而出现大量问题的时候,肯亚说“我不得不反思,我在生命起源问题上的立场,到底是不是正确?”


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      来自Android客户端3楼2018-10-13 17:52
        对于迪恩·肯亚来说,他对生命起源的研究焦点,转到了一个新的问题上,那就是DNA中的生物信息又是怎么来的?如果一个人能了解遗传信息,就是生命机制的密码信息的起源,那你在理性上得到的满足,一定会远远超越那些化学进化的理论。
        其实肯亚也知道自己的选择不多,因为70年代绝大多数的研究者,已经抛弃了第一个细胞的基本成分,是完全随机产生的思想。要想知道为什么,请想像一下把字母随便丢在桌上,就可凭机遇拼出莎士比亚《哈姆雷特》一剧中的台词 这难度有多大 ?再想想,那些构成一个最简单的单细胞生物需要的基因序列,如果打印出来,至少要用几百张纸。当然从事生命起源工作的生物学家,并不相信生命的起源完全是随机的,相反他们的解释是产生第一个生命的时候,自然选择在随机化学变化中的作用。
        但这个假设有问题,按定义来说,自然选择不能在第一个细胞产生前起任何作用,因为自然选择,只能做用在能够自我复制的,能遗传给下一代的细胞中,没有DNA就没有自我复制,但没有了自我复制也就没有自然选择,所以在没有假设DNA存在以前,你就不能用自然选择来解释DNA的起源。
        几率,自然选择,再加上肯亚自己的自我组合理论,都不能解释基因的起源。肯亚看到了剩下来的唯一解释,肯亚说:“即使一个最简单的细胞,要用化学进化来解释也是完全不可能的,所以生命是智慧设计的观念,对我很有吸引力,并且它和很多分子生物学上的发现,都能吻合 ,在肯亚撇弃了化学进化论多年以后,科学开始了揭示整个生命信息过程的细节,它明显的具有智慧设计的特徽。”
        借助电脑模拟,我们可以进入到一个细胞中,来看看这个神奇系统工作的情况 ,进入细胞核之后,我们可以看到紧密缠绕在一起的DNA链,这是生命体中,合成每个蛋白分子的指令中心,在一个被称为“转录”的过程中,一个分子机器首先解开一部份的DNA双螺旋,使合成某个蛋白分子所需的DNA,遗传信息暴露出来,另一个机器这时过来拷贝这段DNA遗传信息,形成另一个分子叫做“信使RNA”,当转录完成后,这个携带遗传信息的细长的RNA分子,传出了出入细胞核门卫,细胞核孔到了外面,信使RNA被带到细胞质中,一个拥有两部分的叫核糖体的工厂里,将信使RNA安装妥当以后,翻译过程就开始了,在核糖体内部一个分子组装流水线,建成一个特别的氨基酸序列,这些氨基酸是从细胞的其他部分搬运过来的,并常常会练成几百个单位的链条,氨基酸排列方式,决定了合成的蛋白质分子的种类,当链条组装完后,它离开核糖体到一个桶装的机器中,卷成精确的形状,这形状是蛋白分子功能的关键,当氨基酸链条卷成蛋白分子后,它再次被释放出来,被另一个机器携带到需要它的特定地方。
        肯亚说:“这真是不可思议,在这样微小的结构当中有这样,精密协调的机器装置在运作,这明显是具有智慧设计和制造的特徽,我们已经掌握了这个复杂的分子世界的某些基因的表达细节,正是这些分子遗传的新发现,提供了强有力的证据,这证明地球上的生命是由设计而来的。”


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        来自Android客户端4楼2018-10-13 17:52