生命能否自发产生（之三）

2009-09-24

方舟子

在巴斯德与普歇就生物能否自发产生问题争得热火朝天的同时，达尔文《物种起源》的发表引发了生物学上另一场更为重大的辩论。这场有关生物是否进化而来的大辩论也包含了有关自发发生论的辩论。达尔文的进化论被许多人认为是为自发发生论提供了支持。进化论本身并不解决生命起源的问题，但是如果生命不是一直存在的，而是有个起点，那么，最初的生命要么是神创的，要么就是从非生命物质自发产生的。

达尔文之前的进化论先驱者们，例如达尔文的祖父伊拉兹马斯·达尔文和拉马克，都相信生命能够自发产生。达尔文本人在公开场合回避了这个问题，但是在1871年致植物学家约瑟夫·胡克的信中，他设想，如果把铵盐和磷酸盐放在温暖的小水洼中，在光、热、电等等的作用下，就会形成有可能变成原始生命的蛋白质。而现在这样的蛋白质一形成就会被生物吃掉，但是在生命诞生之前，那就是另一码事了。达尔文的“斗犬”托马斯·赫胥黎为这个假说起了个名字，叫“无生源说”。

达尔文、赫胥黎并不相信在现在生物还能自发产生，而只是把自发发生视为在远古时期生命起源的一种可能性。但是在其他进化论者看来，并没有必要去区分这两者。如果生命在以前能够自发产生，那么在现在，如果有合适的条件，为什么就不能自发发生呢？英国病理解剖学家巴斯琴(1837-1915)就是这么认为的。在19世纪60和70年代，他做了很多证明生命能够自发产生的实验，成为英国最主要的自发发生论支持者。巴斯琴的实验和普歇的实验类似，也是把培养基加热消毒、密封、冷却之后，如果从中发现了有微生物生长，他就认为是从无生命物质中自发产生的。

巴斯琴之所以支持自发发生论，不仅是因为他相信进化论，还因为他不相信巴斯德提出的病菌论。病菌论认为传染病是由细菌引起的，这在当时是一个革命性的学说，如果它成立的话，有关疾病的传统理论和疗法都要因此发生根本的改变，这招致了许多医生的反对。这些医生也因此成为自发发生论的支持者，巴斯琴的实验成了他们反对病菌论的依据。

巴斯德当然认为，巴斯琴的实验结果是受到了外界细菌的污染所致。他们在1876-1877年间发生了激烈的争论。巴斯德邀请巴斯琴到法兰西科学院当众解决争端，巴斯琴一开始同意了，后来却没有露面。巴斯琴在英国的主要对手是另一名进化论者、达尔文和赫胥黎的朋友、著名物理学家丁铎尔（1820-1893）。在1876年，丁铎尔发表一系列实验报告证明巴斯琴等人的自发发生实验都是由于受到悬浮在空气中的微生物的污染。他用光照射空气，可以看到微生物颗粒让光发生了散射。然后他发明了一个简单的办法来清除空气中的微生物颗粒。他在一个密闭的盒子的内壁涂上甘油，放置几天后，盒内空气中的微生物颗粒都沾到了甘油上，再用光照射，就会发现盒内空气已变得干净了。在这种干净空气中放置煮沸的肉汤，放几个月也不会变质，而在普通空气中，肉汤几天就变质了。

但是有人试图重复丁铎尔的实验，却失败了，放置在干净空气中的肉汤还是很快就变质了。这促使丁铎尔进一步研究实验失败的原因，不是由于干净空气中还有微生物颗粒，也不是由于微生物会从肉汤中自发产生，而是由于肉汤靠简单的煮沸还不能做到完全无菌：虽然煮沸能杀死细菌，却杀不死细菌孢子，细菌孢子即使被煮上几个小时也还活着，一旦肉汤冷却，就又开始繁殖了。丁铎尔因此发明了一种既简单又比较有效的灭菌方法。把培养基煮沸15-30分钟，然后在37摄氏度保温过夜，让培养基中的孢子长成细菌，再煮沸15-30分钟杀死新长出的细菌。如此重复三次，就可以杀死培养中的细菌和孢子。经过这样处理的培养基，在不被空气中的微生物污染的条件下就不会再“自发产生”微生物了。

丁铎尔实验很有说服力地说明了：普歇、巴斯琴等人证明微生物能自发产生的实验要么是由于受到空气中的微生物颗粒的污染，要么是由于培养基没有做到完全无菌。在丁铎尔实验之后，要为自发发生说辩护变得越来越困难，相信它的人越来越少。从这个意义上说，丁铎尔实验才是推翻自发发生说的最后实验。

但是严格地说，不论是巴斯德实验还是丁铎尔实验，都没有否定生物自发发生的可能性，它们只是表明那些证明自发发生的实验都靠不住。从逻辑上看，要证明自发发生不可能存在，是不可能的。但是科学理论并不能只依靠简单的逻辑思辨，科学理论要能被接受，还需要有实验的基础。今天的生物学家已无人相信自发发生说，是因为从来没有实验能够真正证明它的确存在，而且微生物培养实验已无数次地证明，只有把微生物接种到灭菌的培养基上才能长出微生物。

然而，否定自发发生说，并不等于否定生命起源的无生源说。虽然神创论者至今试图用巴斯德的实验来否证无生源说，但是正如赫胥黎早已指出的那样，这二者并不是一回事。今天的生物学家都同意，有细胞的生命不可能在现在的地球自发产生，但是也都认为最初的生命可以从非生命物质自发产生。这是因为，第一，原始的地球条件跟现在大不相同；第二，生命的诞生并不需一蹴而就产生细胞，从非生命到生命有一个漫长的进化过程。这就是生命起源的“化学进化”假说，这个假说已在实验室得到了一定程度的验证。

方舟子

留美学者，生物化学博士smfang@yahoo.com

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