史前的地球，并没有像今天这般平静，它曾经历过一段被小行星不断轰炸的时期。那时的地球满目疮痍，到处都是冒着泡的地热池，看上去似乎完全不适宜生命的发展。
但就在这个还未出现生命的世界的某个角落，一些化学物质以精准的顺序聚集到了一起，形成生命所必不可少的基本构成要素。这样的壮举究竟是如何做到的？这是科学家梦寐以求想要破解的问题。
○ 早期地球的艺术想象图。火山、风暴和热池提供了创造生命所必须的化学成分。
或许，我们可以在实验室中，创造出一个与当时环境类似的微型地球？几十年来，科学家的确是这么做的，他们想要在实验室中寻找导致地球上生命开始的化学路径。
追寻生命起源的故事是一件极具吸引力的事。这种追求令人激动之处不仅仅在于探索与我们自身相关的奥秘。如果我们能够知道地球是如何创造出第一个细胞的，或许就能为我们寻找外星生命提供信息。如果我们能够识别那些可激发生命自发出现的成分与环境，就能在茫茫宇宙中的其他行星上寻找类似的条件。
蛋白质、DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），是生命所需的三大部分。有许多研究生命起源的研究人员倾向于相信RNA是其中最早形成的；还有一部分科学家认为蛋白质和聚合物的出现先于遗传物质。RNA是一种复杂且“多才多艺”的分子，它能储存和传递遗传信息，能帮助合成蛋白质，还能在无数反应中充当催化剂，这些丰富“才艺”使它成为第一批细胞主干的有力候选。
为了验证这个“RNA世界假说”，研究人员面临两项挑战。首先，他们要确定的是，有哪些成分参与了RNA的四种核苷酸——腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）——的合成。其次，他们需要确定RNA是如何储存和复制遗传信息以便自我复制的。
到目前为止，科学家已经在寻找C和U的前体方面取得了重大进展，但A和G仍然难以捉摸。现在，在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表的一篇论文中，哈佛大学的化学与化学生物学教授Jack W. Szostak与论文的第一作者、研究生Seohyun Chris Kim提出，RNA可能始于一组不同的核苷酸碱基。肌苷（I，由次黄嘌呤与核糖结合而成的核苷）作可以为替代品，取代RNA中的鸟嘌呤G。
Kim说：“我们的研究表明，最早的生命形式可能起源于与现代生命不同的一组碱基。”换句话说，他们认为第一批RNA所包括的核苷为A、U、C和I（肌苷），而非现代生命中的A、U、C和G。
这个结论是如何得出的？研究人员一直试图在实验室制造出嘌呤基核苷酸A和G，结果却产生了太多不想要的副产物。但是最近，他们发现了一种从原始地球上的可用材料中，制造出不同版本的腺苷（由腺嘌呤与核糖构成的化合物）和肌苷——8-氧代-腺苷（8-oxo-adenosine）和8-氧代-肌苷（8-oxo-inosine）的方法。因此，Kim和他的同事就开始着手研究如果RNA是由这些类似物构成的，是否还能有效地进行复制。
但是，实验中的替代品没能发挥作用。虽然8-氧代-嘌呤RNA仍在尝试执行它的功能，但它失去了自我复制所需的速度和准确性：如果复制得太慢，那么它在这个过程完成之前就会分解；如果复制过程出现太多的错误，它就不能作为用以传播和进化的一个可靠工具。
尽管表现不佳，8-氧代-嘌呤RNA还是带来了一项意想不到的惊喜。作为测试的一部分，研究小组将8-氧代-肌苷的能力与肌苷的能力进行对照比较。结果发现，与8-氧代-肌苷不同的是，肌苷能让RNA高速并鲜少出错地进行复制。研究小组总结说：“结果表明，在RNA复制反应中，肌苷表现出了合理的速率和保真度。我们认为肌苷在早期的生命涌现中可以替代鸟苷（鸟嘌呤核苷）。”
Szostak和Kim的发现为寻找原始RNA和最初生命的潜在化学途径奠定了基础。随着时间的推移，他们的工作或许会证实RNA在我们的起源故事中所扮演的主要角色。或许，科学家会发现早期的地球为生命的成长提供了多种途径。或许在这些知识的武装下，科学家最终能够识别出其他拥有这些基本成分的行星，从而确定在这个宇宙中，是否还有其他生命与我们同在，还是说我们的确是独特而孤独的。
文： Caitlin McDermott-Murphy