大學中的確有一批好學深思的學生,怎麼樣將這群學生挑選出來,給予不同於一般的全新設計的課程,讓他們有機會充分發展他們的潛力,而不至於毫無聲息地消失在現今傳統的教育体制中,是當前大學面對未來最大的挑戰。

Lecture 2: Origin of life

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生命是如何、何時、在地球的哪個角落誕生?

地球大約誕生在46億年前,初生的行星環境與今日截然不同,在今天的地球上,我們無法重新目睹生命起源的過程,只能從古老的岩石中去探索那些生命可能存在過的痕跡。究竟生命是如何、何時、在地球的哪個角落誕生的?構成生命又需要哪些物質的參與?

從太史濃湯中誕生的生命

達爾文曾在寫給友人的一封信裡臆測:將混合了阿摩尼亞、磷酸鹽等的溶液,加上光、熱和閃電可以讓蛋白質形成,並朝向更複雜的形式轉變。達爾文的臆測直到1953年才在實驗室中得到證實,著名的米勒─尤里實驗證實簡單的氣體組成在適當的環境中可以自動形成胺基酸。但是有了建構生命的材料之後,生命就會自動產生嗎?試想若將試管裡的細胞打破,這些構成細胞的材料有可能重新生成一顆活生生的細胞嗎?

生命誕生需要那些地質條件的配合?

生命誕生需要三個要件:材料濃縮、選擇隔絕的空間和持續性的能量供給。1977年科學家在太平洋海底發現黑煙囪,一種海底火山爆發與海水產生反應留下的結構,在其周圍看到非常豐富的生命形式;2005年在大西洋海底發現名為「失落城市」的結構,起因於海水滲入地殼裂縫與橄欖石進行水合作用,水合作用產生的熱又將裂縫撐開引進更多海水,如此循環形成了類似溫泉的結構。這兩種截然不同的結構是否就是生命的起源地?生命誕生需要那些地質條件的配合呢?

細胞膜的演化

現今所有生物沒有例外,皆是靠細胞膜兩側氫離子濃度差來保存和轉換能量,但是最原始的生命形式,在連細胞膜都沒有的情況下,又該如何保存能量?細胞膜又是為了甚麼原因才演化出來的?