【生命起源第一推动力】生命本身是件有趣的事情,到底什么是生命?
长久以来人们认为生命物质比非生命的物质多了灵魂,使得生命物质带上活力,灵魂消失,生命之树就油尽灯枯。
如果有,灵魂的动力是什么?
灵魂在哪里还争论不休,但生命能动性需要的能量已经被探索出来了。
建造我们的人体大厦,首先是把氨基酸这些砖块垒成蛋白质,再由蛋白质来搭建细胞,细胞组合成人体大厦。生命起源肯定是需要“搬砖工”来把氨基酸有序组合起来的。
这个搬砖工能量来自哪里呢?原来地球上不论粗糙的光滑的丑的美的生物,需要的能量都来自三磷酸腺苷,简称ATP的化学物质。
这种物质有一种奇妙的自我循环的属性,当生命需要能量的时候,它脱去一个磷酸基团变成二磷酸腺苷(ADP),蕴含在分子内部的能量就会被释放出来。而反过来,生命也可以利用来自营养物质的能量,把分离开的ADP和磷酸基团重新粘合到一起变回能量满满的ATP。
ATP是所用生物的能量货币
接着猜猜ATP是怎么制造出来的呢?
制造ATP的东西长得帅不帅呢?原来它是一个叫做ATP合成酶的蛋白质,而且不光功能上,连外表都很像一台水力发电机。
ATP聚合酶的原理很像我们的水力发电站,用电高峰时可以开闸放水发电,如果夜间用电少时还可以用电发动水泵,把低水位的水抽回大坝,将电能重新转化为重力势能。只不过ATP聚合酶玩的是化学势能,也就是离子浓度差。
上面的图片是ATP合成酶的工作原理示意图。氢离子穿过下方橘红色的孔道,推动上方齿轮的三片“叶片”依次变形,每一次变形,都可以生产出一只ATP。
生物发动机结构
1953年轰动一时的米勒-尤列实验,化学家发现生物体内的物质如氨基酸,尿素等,都可以从模拟早期地球环境的化学实验中制造出来。
要是在原始地球中能够偶然产生这样ATP蛋白酶,就如同最早的发动机DuangDuang点火,“上帝”般的巧合,好多亿年的酝酿,生命起源之旅会不会就出发了。
也许这个生物分子马达已经演化迭代了很多版本,到这个才一统江湖。
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