地球生命的起源問題是一個千古之謎，也是當代科學所面臨的重大課題。多少年來，各種學說或觀點的爭論此起彼伏，至今也沒有停止。若將現有各家學說或觀點作以歸結，基本可分兩大類：一是主張起源于原始地表從無機到有機、由簡單到復雜的化學進化說，一是認為最初生命來自宇宙空間的宇宙胚種說。但無論是前者還是后者，都認為地球生命起源于地球形成之后（十幾或幾十億年）。區(qū)別僅僅在于前者強調當時地表具備了由化學途徑產生生命的條件并通過由無機到有機的過程最終形成了生命。而后者則主張當時地表僅存在適宜生命生長的條件，并未實際產生生命，原始生命是來自宇宙的，只是后來才在地球上發(fā)展起來。
其實，地球生命的起源問題首先是有機物的起源問題，這是生命起源的基礎和關鍵，所謂生命起源實際上也就是原始有機物（界）的早期演化問題，因為早期有機演化的重要結果之一就是生命在地球上誕生并為其發(fā)展創(chuàng)造了條件。所以，本文以“地球原始有機物（圈）及生命的起源”這一命題來代替?zhèn)鹘y提法“地球生命的起源”。
本文在綜合近些年研究成果的基礎上，從廣義上對同源說作以總結，這一觀點可稱之為“大同源說”或“廣義同源說”（相對于早期的同源說而言），即說明地球作為一個行星的誕生不僅僅是原始（太陽系）塵云物質的凝聚、集結，而是自前地球塵云時期起，到地球形成，直至生命出現，形成生物圈，其中有機物與無機物都是同源共生、同步演化和相關發(fā)展的，簡言之即地球有機生命和無機地球是同源、同演、相關進化的。
同源說簡論
“廣義同源說”與早期的生命地球同源說（周俊，1988）相比，已不再局限于生命的起源，而是在更廣的意義上論述包括生命在內的所有原始有機物（圈）的起源及早期演化問題，尤其是前生命有機圈的起源及其演化。由“同源說”延伸而來的“廣又同源說”認為，原始地球由彌漫態(tài)塵云到凝聚態(tài)星球體的形成及演化歷史，也就是地球有機物由簡單到復雜的演化史，亦即有機物與無機物共同起源相關演變和進化史，可歸結為三個重要階段：
1. 前地球原始星云——簡單有機分子階段
早在地球形成前，將形成地球的原始物質是些彌漫態(tài)原始塵云（太陽系原始星云），根據現代發(fā)現的宇宙星云的物質組成進行類比分析可推知，其中就已存在并保持有大量簡單有機物和無機分子，這是進一步生成復雜有機物的物質基礎。也就是說它就是地球有機物和生命的源頭，地球有機物及生命的起源開始于原始塵云物質，原始有機物由簡單到復雜的演化過程也就是地球由彌漫態(tài)塵云到凝聚態(tài)星球體的形成過程。
2. 地球形體中，原始有機物復雜化、多樣化——原始有機圈的形成階段
在地球形成過程中，隨著原始彌漫態(tài)塵云物質逐步凝聚、收縮，內部密度和壓力逐漸增大，微塵物質點之間碰撞加劇，聯系更加緊密，溫度隨之上升。內部能量狀態(tài)的改變?yōu)槠渲泻唵斡袡C物和某些無機分子進一步化合生成復雜有機物創(chuàng)造了適宜的環(huán)境和能量條件。
一定的物質基礎加上適宜的能量條件（如物質碰撞、收縮、內部升溫以及微塵結構能——相當于泥土物質的結構能釋放等），不斷凝聚變化的原始地球物質中便會生成各種復雜有機物。地球大氣成分表明原始地球物質富氮，故最初形成的有機物多為CHNOSP化物，即生命基礎有機物，如生成氨基酸或類似氨基酸的簡單生命有機物乃至生成類似于蛋白質、核酸（類蛋白類核酸）的復雜生命有機物（生命高分子）。
在各種物質變化的同時，地球形成過程中物質分異作用致使凝結的重物質向地心集中，輕者向地表運動，尤其是氣液態(tài)的輕物質更是富集于地球外層，以致地球一形成便出現了基本圈層結構。其中產生的各種有機物也會隨輕物質（尤其是氣、液體）上行運動，逐漸在地球表層富集，形成原始地球有機圈。
3. 原始有機物分歧演化——生命誕生階段
地球形成后期和基本形成后，初具圈層結構的地球內部各處物性和能量狀態(tài)存在著不一致性（大休也呈圈層分布），而且差異甚大，處于不同圈層或地域的各種有機物便因環(huán)境條件不同而產生不同的演變。如地心附近，物質結構緊密、高溫高壓，不僅有機物不可能再生成，早期生成若在物質分異中沒有運移走的殘留有機物也會在高能作用下裂解或被異化（如氧化）。但在地表或近地表區(qū)域就比較適于各種有機物的生成或保存。所以，在地球物質凝聚收縮形成地球的過程中，適于生成和保存復雜有機物的環(huán)境也會自地內向地表轉移。到地球基本形成后，原始有機圈就主要發(fā)育于地球表層，但地球內部仍然是其重要的物源地，有機物仍然在源源不斷地上行補充著。
由于各圈層或地域的環(huán)境差異、物質及溫壓條件相差懸殊，從而造成處于不同環(huán)境條件中的有機物出現分歧演化，即朝著多個不同的方向演化，總起來可歸結為三大演化趨向，故稱三極演化。
首先，原始有機物隨物質分異上行向地表運移，直至逸出原始固態(tài)地面，進入原始海洋和大氣層或摻和于地表“泥土”中，并成為其中的重要組分。原始地表從一開始就是一個富含各種有機質的復雜環(huán)境。正是在這樣的復雜環(huán)境里多種生命有機分子相互凝聚、結合，形成具有自身獨立性、統一性、自我協調性，并與環(huán)境相區(qū)別又相聯系的相對獨立的微觀體系，最終演化出具有自我復制功能的生命活體，生命便宣告在地球上誕生。來自地內源源補充的有機物既保證了原始生命的異養(yǎng)生活及同化增殖以延續(xù)，使之逐步發(fā)展起來，同時又以自身的變化或異化維系著原始地表環(huán)境隨著生命的進化而平衡演化。
其次，有機物上行運移到地表淺層（地殼或上地幔）受阻滯而儲留，并于適當的物質、溫壓及地層或構造條件下貯積起來，并逐漸轉化（如脫氮、大氣中氮的重要來源），最終變成碳氫化物等比較穩(wěn)定的非生命有機物，成為形成原始油氣藏的物質來源或逐漸釋放于地表或轉化為其它（如水和多種氣體）。
最后，滯留于地內高能壓（如地核、中下地幔）的有機物由于高能作用而發(fā)生裂解或異化（如氧化），生成水和多種氣液體，成為地表水和大氣的重要物質來源。同時釋放出能量，造成地內進一步升溫，或使已凝結的物質巖漿化或混合化，從而使地內物質演變更為復雜化。有機物的裂解或異化如同有機物的合成一樣，也是地球形成和演化中內部物質和能量的轉化過程或形式之一，將有機物合成時儲集的能量釋放出來。
事實上，在地球形成及早期演化中，有機物不僅與無機物同源同演相關發(fā)展，而且對地球的形成（狀態(tài)）及早期演化（方向）本身關系或意義極大。如果沒有有機物參與，地球也許完全是另一種樣子。原始有機物的演化，是原始有機圈和生態(tài)系統的直接創(chuàng)造者，還為地表水圈、氣圈等基本圈層的形成作出了重大貢獻。但有機物演化（如裂解或異化）若過于激烈或其產物（如水和氣休）及釋放出的能量以激變形式在地內運移、轉化或釋放到地表，便可能會造成一定的地質事件或災變，如地震、火山噴發(fā)等。CO2、CH4等溫室氣體的逸出哪怕是極緩慢的，只要有一定的積累量，也會對地表環(huán)境和生態(tài)系統造成重要影響。
論據演繹
本世紀60年代至今，由于射電天文學的飛速發(fā)展，已在星際空間，尤其是大星云和彗星物質中發(fā)現有大量簡單有機物分子和無機化合物存在，星云及彗星物質中大量簡單有機分子的發(fā)現，說明在星云和彗星這樣微塵結構物質中，存有形成和保存簡單有機分子的條件。根據這些宇宙化學方面的研究成果對比分析可推知，形成地球的原始塵云物質中，也會因同樣的條件而存有大量簡單有機物，成為進一步合成復雜有機物的物質基礎。因為：1、生命及其有機物的組成元素地球上都存在，而且很豐富；2、代表原始太陽系或星云物質組成的太陽大氣物質組成與已知存在有大量簡單有機物和無機分子的星云或彗星物質組成相近。故可推知，形成地球的原始太陽系塵云物質組成也與星云或彗星塵云物質組成類似或具有類似的物能條件，所以可以類比。
自從奧巴林（A. I. oparin，1924^1957）、米勒（S. L. Miller，1953.1959，1972），?？怂梗⊿. W. Fox、1960）等以來關于生命起源的化學學說和生命有機物的合成實驗研究都說明：在一定的物質條件（如簡單有機物與某些無機物的混合）上，加上一定的能量條件（如加熱、放電、光照、紫外線照射或宇宙輻射、沼澤或泥土中貯積的能量釋放、物質收縮凝聚等等），經過一定的化學過程（即變化時間），就有可能產生出各種復雜有機物，包括生命高分子有機物。由此類推，地球形成中的物質碰撞、收縮、凝聚正好是在一定的物質基礎上提供了適宜的能量條件，故可使原始地球塵云物質中的簡單有機物合成為復雜有機物。但直到今天，人們仍在試圖用各自的實驗資料分別對地球生命的起源作出解釋或提出學說，結果卻是不同的實驗或研究者往往得出不同的結論或觀點，且多是互相矛盾或對立的，如泥土說、火山說、硫化物說、超循環(huán)說以及傳統化學起源說的并立與爭議等。這是因為合成復雜有機物的基礎物質組合、能量條件以及具體途徑和方式遠不是唯一的，在不同的條件下或模擬不同條件、采用不同的方式或實驗過程，完全有可能合成出同樣的生命有機物。所以，僅據某一實驗資料就斷言地球生命如何起源是遠遠不夠的。只有綜合研究所有已知事實和資料才有可能找到科學的答案。
3. 隕石有機物的發(fā)現為地球形成時其產生復雜有機物提供了直接可以對比的證據。含有機物的碳質球粒隕石的組成結構表明：此類隕石從未經歷過地球上極為常見的熔化、變質、沉積或改造作用（變質或改造即使有過，也極其微弱），基本為原生狀態(tài)，即由彌漫態(tài)塵云物質經收縮凝聚而形成的原始凝聚態(tài)隕石星體或其碎塊。由于宇宙空間的環(huán)境條件特殊，故此能保持至今。同位素測試也表明，這些隕石的生成年齡同地球一樣古老，約46億年前后。有機物包藏在隕石體內部，正好說明有機物是隨著原始隕星物質凝聚收縮形成隕石時在其內部生成并被保存其中的。這也正是地球形成中原始地球有機物形成和演進的方式。
4. 地球原始生命遺跡發(fā)現的年代正越來越早，新近的研究表明地球上最早的生命至今已有38億年。今后隨著研究的深入以及各方面工作的廣泛開展，新資料的不斷發(fā)現，也許還會提高。加上有機物的演化時間，地球原始有機物與無機地球同源同演相關發(fā)展的事實將會進一步得到證明。
5. 世界油氣調查中不斷涌現的新資料愈來愈說明地下油氣并非總是與生物和沉積巖系有關，而且“已查明的油氣儲量要比原先根據生物成因說估計的儲量高數百倍之多”，特別是巨大型油氣藏尤其與古老和深部的地質活動及地質歷史有關，這說明，某些油氣可能正是地球原始有機物的貯積或轉化物。此外，地下油氣生成、運移、貯積機制（尤其是無機形成機制）的研究將有利于尋找地球原始有機物生成與演化的線索。
小 結
廣義同源說認為：地球由原始彌漫態(tài)塵云到凝聚態(tài)星球體的形成過程中，有機物與無機物是同源同演和相互發(fā)展的，從簡單有機分子到生命活體的出現共經歷了與地球形成及早期演化相適應的三個重要階段。其要點如下：
1. 地球有機物起源于原始地球塵云物質中，原始有機物由簡單到復雜的演化或裂解、異化都是地球形成及演化中內部一系列化學或物理化學變化的一部分，即物質與能量的轉化方式之一。一般來說，原始地球物質收縮凝聚的早期，以簡單有機物合成復雜有機物為主，后期則為包括復雜有機物裂解異化在內的歧化。
2. 地球形成后期及基本形成后，有機物主要富積于地球表層形成原始有機圈。注意：地球原始有機圈先于生命在地球上出現。
3. 在地球原始有機圈形成以后，地球有機物（界）的演化便表現為分歧式三極演化，這是地球生命誕生的關鍵和最終完成階段以及原始水圈、氣圈形成及發(fā)展變化的重要根源，并且為已凝結的固態(tài)地球物質重新巖漿化或混合化以及地內物質的深入演變提供能量和運移的動力。
4. 原始地表從一開始就是一個富有各種有機物的復雜環(huán)境。正是在這樣極為復雜的環(huán)境里，多種生命分子才得以進化為生命活體。源源來自地內的有機物為原始生命的延續(xù)和發(fā)展提供了物質條件和環(huán)境保護。
5. 未逸出地面而貯積于地球表層的有機物經長期的改造變質（如釋放出氮）最終形成化學性比較穩(wěn)定的碳氫化合物。這是重要的成油氣物質，在適宜的地下場所富集，便會形成地球上最原始的油氣藏。一定的構造運動又會使之沿著與地下深處有著密切聯系的深大構造帶運移，重新分布、富集或逸出地表或異化。
6. 地球上最早的生態(tài)系統起源于地球原始有機圈的演化。雖然隨著生物圈的形成與發(fā)展，有機物在巖石圈、水圈、氣圈、生物圈之間的流通已建立了新的平衡關系。但直至今日，在地球數十億年的發(fā)展史中，地內有機物及其產物的釋放一直都在影響或調節(jié)著地球環(huán)境和生態(tài)系統。
7. 地球是人類的家園，也是我們認識地外宇宙的立足點，從星云分子和隕石有機物我們得知，至少就有機物來說，地球并非獨一無二。那么，地外宇宙是否也存在有生命呢？地球及其有機圈的起源與演化史正是進行宇宙比較研究的基礎，科學地認識地球有機物及生命的起源與演化無疑將為揭示宇宙生命之謎提提一把金鑰匙。
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