張鈞翔／來自星際的物質

仰望星空，俯視大地，我們所居住的這顆藍色星球生意盎然，然而她的生命故事，竟是長達四十多億年。

在地球形成之初，表面仍是一片熾熱的岩漿與稀薄氣體所組成的荒原。但當地球逐漸冷卻，海洋出現，生命的火花也在深海裡悄悄地誕生。

進入了一場化學大實驗！

四十六億年前，地球還只是一團熔融的火球，是一顆被隕石撞擊與火山滾燙岩漿所支配的混沌世界，任何現代生物若被放回那個地球，只能在瞬間氣化。而就在這片看似毫無生命可能的地獄中，遙遠星塵，無數的星系之間，早就散落大量我們所熟悉的元素──碳、氫、氧、氮，這些元素正是構成生命所必須的基本建材。

這是一個地球發展初期的暴力煉獄，這個時代被稱為「冥古宙」，毫無生機，卻在大小行星頻頻撞擊地球表面之下，猶如激發起電光石火，氫氧結合成水、碳氫結合成烷、氮氫結合成氨。隕石猛烈重擊，翻攪了地球內部，熔岩形成廣大的岩漿海，地表釋放大量氣體，水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氨氣、硫化氣體紛紛到位，這些成分提供了日後生命所需的化學反應原料。

隨著地球冷卻，水蒸氣逐漸凝結成雨。數百萬年來，也不知下了多少場豪大雨，終於累積成一片「原始海洋」。有了水，有了建材，也有了化學反應原料，於是地球開始進入了一場化學大實驗！

海底火山口的黑色煙囪，被認為是生命最有可能的誕生之處。從深海熱漿噴出，交雜滾燙的含鐵、含硫熱液，與冷海水交會之下，形成了礦物堆積成的蜂巢般微小腔室，提供了化學濃縮反應的私密空間。

這裡有穩定且可持續的能量來源，也有金屬離子催化起化學反應。更重要的是，它們能隔絕外界干擾，使化學反應能夠穩定持續進行。就在這樣的環境中，氨基酸、脂肪酸、基本糖類等基本分子開始大量的製造生成。

到底是怎樣的神祕力量？

脂肪酸，相當特別的化學分子，有親水與忌水的首尾兩端，在水中會自動排列，圍起小圈圈，環繞成小泡泡，這個小泡泡還會自行分裂，產生更多的小泡泡。一旦這些小泡泡，包裹起核甘酸的化學物質，像是DNA、RNA，生命的基本單位－－細胞，就開始萌芽了。而這個脂肪酸所形成的小泡泡，竟然還會吸收外界的物質，透過擴散、滲透或胞飲，為小泡泡內提供了營養物質。

小泡泡內的奇幻世界，從一個沒有意志的化學反應，卻能進入自我延續的複製循環，到底是什麼樣的神祕力量啟動了它？這是目前科學無法解釋之謎與大哉問！

小泡泡（／細胞）內含DNA與RNA，它們能夠儲存資訊，能夠催化轉譯更複雜的核酸分子與蛋白質。蛋白質，這就是構成生命有機體的基本物質，蛋白質的生成，為生命的創發跨出了極為關鍵的一步。

細胞內的DNA與RNA糾結纏繞成厚實的染色體，染色體匯聚成團形成細胞核，脂肪酸小泡泡就是細胞膜，細胞膜內除了有細胞核之外，還包裹起膠狀的液體細胞質，與細胞膜內的胞器共同承擔細胞內新陳代謝與複製分裂的多樣功能，如此一來，具備生命基本架構的「原始細胞」終於打造完成。

再次仰望天際，蔚藍的天空，遙遠的紅色巨星－－太陽，為我們提供穩定的能量，宇宙間的化學元素為我們提供建構生命的材料。天文學家卡爾薩根（Carl Sagan）曾說：我們是宇宙星塵所造。（We are made of star stuff.）從超新星爆炸的塵埃，到深海火山口的化學反應，再到第一個原始細胞誕生，生命的起源並不是一瞬間，而是一條漫長且壯闊的演化之路。

每一次的凝望星空，我們似乎都在回望生命最初的家園與起點。

「古生物風雲」為繽紛版SDGs專題，由張鈞翔博士以淺白的科普敘事，帶領讀者從生命起源探看到人類世，展現地球生命的壯闊、轉折與演化歷程。