小风：这期我来写（偷懒失败）（大家可以关注微信公众号，行星往事PlanetLegacy,它的作者是炽魂。)

     1   LUCA

       今日，地球上繁茂的生物界——以光合作用养活地球庞大的生态系统的植物，异养的动物，腐生真菌，以及那无处不在的细菌和生活极端环境的古菌，往前追溯漫长的岁月，最后都归于一个起点——LUCA。

        在高中必修1,2生物学课本中，我们就知道1859年，达尔文提出进化论和《物种起源》，1838年施莱登和1839施旺提出细胞学说，所有已知的生命都有一些最基本的生命特征如： atp，密码子，细胞，中心法则等。

         这让我们相信现在包括已经灭绝了的的所有生物，都可以追溯到一个共同的祖先，她有一个可爱的名字，露卡（LUCA）即Last Universal Common Ancestor（最后共同祖先）。

        对生命起源这个问题的思考或者寻找luca的路并不好走，这可以追溯到2000多年前的自然发生论。

          20世纪流行的观点来自1872年。赫伯特·斯潘塞《生物学原理》（1864–1867）、威廉·特纳·西塞尔顿-戴尔的论文《论自发产生和进化》（1879）提出生命起源于非生命物质。1871年2月1日，查尔斯·达尔文在给约瑟夫·道尔顿·胡克的信中谈到了这些出版物，并提出了自己的推测，认为生命的最初起源可能始于一个“温暖的小池塘，有氨和磷酸盐，外部有充足的光、热、电，化学反应产生了一种蛋白质化合物，并准备进行更复杂的变化……在今天，这种物质会被立即吞噬或吸收，生物出现以前则不会发生这种事。”（摘自wiki)

       这似乎是一个无法证明，也无法证伪的理论。

      直到1953年的一个夏天......

2米勒实验

     米勒和他的导师尤里将

      ①水（H2O）、甲烷（CH4）、氨（NH3）、氢气（H2）与一氧化碳（CO），即理论上认为的原始大气，密封于无菌状态下的玻璃管于烧瓶内，并将其连结形成一个回路，

      ②加热液态水，促使其蒸发，进而产生水蒸气，模拟早期海洋，即［原始汤］

      ③电极通电，产生火花，以模拟闪电和紫外线

       ④水蒸气经过电极之后，又再度凝结并重回原先装水的烧瓶中，使实验得以循环进行。

        或许这个故事我们都耳熟能详了。甲酸、乙酸、丙酸、乳酸，甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等生命小分子在实验室，在原始海洋中形成了。

         在早期地球环境，由无机物合成小分子有机物是完全有可能的。

        理成章地，生命起源的画卷慢慢地我们面前：

        太阳升起又很快又落下，一天只有6～7小时。尘埃笼罩下的海洋是豪无生机。巨大的月亮若隐若现，因为月球在不断的远离地球，今日才看起来是玉盘。40亿年前，月亮占有了半片天空。巨大的潮夕引力，加上疯狂的自转，滔滔海水不断奔起，落下，冲刷。

      急躁的世界却在酝酿最温柔的东西。

      原始地球形成的有机小分子（如氨基酸，核苷酸等）汇聚形成一个细胞。在接下来的时间里，这个细胞遗传，发生变异，形成我们现在世界所有的细胞和生物。

3崩溃的边缘

      1975年，忒伊亚大撞击理论提出，轰动一时的米勒实验接到了第一个挑战：

地球上从来没有充满过氨气、甲烷和氢气。大轰炸粉碎了地球最初的大气，把它们整个儿扫到外太空去了。对二氧化 碳和氮气的混合气体，外加极微量的甲烷和其他气体电击一阵子之 后，只会得到很少的有机分子，而且几乎没有氨基酸。

       第二个挑战也不难想到，如果你看过炽魂写的

4 冥古宙-早雨海代：行星迁移（这是链接）的话—— 早雨海代是冥古宙的最后一个代，在这个时期，内太阳系遭受了冥古宙以来最后的猛烈撞击事件，大量外太阳系的石块与冰块向内太阳系奔涌，碰撞，碎裂。这个事件，在38亿年后，被称为——晚期大撞击（Late Heavy Bombardment，简称LHB）。

如果没有预先存在限制生物的组成部分自由扩散到海洋中的［膜］，那么海水冲散，陨石撞击，生物聚合物的单体成分将永远不会达到足够的浓度来相互反应 。（也就是说，汤不够浓）如今，生物体阻止扩散到环境的屏障是脂质双层膜［细胞膜］。（第三个挑战也来了）

        1977 年，美国微生物学家 Carl Woese（吴斯） 通过16S/18S rRNA 序列系统发育分析偶然发现了古细菌。他们据此将原核生物分为两大类——真细菌和古细菌，并将真细菌、古细菌和真核生物各分为一个“域”(Domain)，作为比“界”(Kingdom)高一级的分类系统，分别命名为细菌域(Bacteria)、古菌域(Archaea)和真核域(Eukarya)。

       虽然 Carl Woese 提出的三域系统受到广泛认可，但同时期，Lake 等依据核糖体结构证据、Rivera 和 Lake依据延伸因子 EF-1α 同系物保守区有共同氨基酸插入的证据，提出真核生物是泉古菌门的一个姐妹群，即真核生物是从古细菌域之内产生的，是二级域，而一级域仅为真细菌和古细菌，形成二域(two primary domains, 2D)生命之树。

      古细菌（archaea）和真细菌（Bacteria），最早的生物，原核生物的两个分支，LUCA地直系后代其膜由不相关的脂质（分别是异戊二烯醚和脂肪酸酯）组成，参与古细菌和真细菌膜生物发生的酶途径是没有很大的相关性，并且古细菌和真细菌的细胞壁的化学相似性甚至更少。更细一些，他们的代谢途径都是不尽相同的。

         对回答这个问题，有一个简单的假设——干脆LUCA就有2套系统，然后古细菌（archaea）和真细菌（Bacteria）各自选择一套。不过这个理论还没有学者提出，实在是多此一举。

       生命起源问题一时间陷入了低谷。

       就在挑战接踵而至时，光也来了。（明天）