所有地球生命都来自同一个祖先——这句话写进了每一本生物学教科书，也是大多数人对生命史唯一的记忆。8月5日发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项新研究，向这个共识开了一枪：从非生命到生命的跨越，地球上可能发生过两次。提出这个说法的，是德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的威廉·马丁（William Martin）团队。
图：概念图，暗色背景上的两个发光气泡。来源：sciencealert.com
「教科书的第一课，可能要改成两课。」这句话放在两个月前会被当成民科段子。今天它出现在一篇正经的同行评审论文里，还附带完整的证据链和一套新算法。Hacker News 上的讨论已经积累七十多条评论，进化生物学爱好者们吵成两派。要听懂这场架，得先从教科书那一课讲起。
为什么教科书敢写「只有一个祖先」
教科书说所有生命同源，靠的是一组铁证。地球上每一种生物——大肠杆菌、蘑菇、你家的猫、你自己——都用同一套遗传密码：DNA 上三个字母对应一个氨基酸，这张对照表全地球通用，误差几乎为零。核糖体、ATP、基础代谢路径，大家也共用同一套。
这组证据强到像指纹。两个互不相干的发明家，不可能把各自的说明书写成同一种语言，还连标点都一致。所以生物学界的主流结论是：38 到 40 亿年前存在过一个「最后的共同祖先」（LUCA），所有现存生命都是它的后代。生命之树只有一个树干，教科书由此而来。
新研究盯上了「代谢」这个环节
论文切入的问题，是起源研究里最老的鸡生蛋困局：代谢需要酶，酶又是代谢的产物，那第一个酶从哪来？
学界普遍接受的答案是：早期地球的环境本身在干酶的活。海底热液喷口附近，镍、铁、钯这类金属天然就能催化化学反应，把氢气、二氧化碳、氨、硫化氢这些简单分子变成氨基酸和核苷酸。论文把这条路径量化了：从这些原料到生命必需的分子，大约要经过 400 个反应的网络。四百步的流水线，不可能一夜之间搭起来，只能一步一台阶地爬。
图：论文绘制的早期代谢网络（约 400 个反应）。来源：sciencealert.com（论文配图）
研究者的办法是给酶的进化排时间线。他们比较细菌和古菌基因组里核心代谢酶的三维结构，用一套新算法按复杂程度排序，推算出这些酶出现的先后。结果很有意思：LUCA 拥有的酶只覆盖代谢反应的大约一半，另一半当时靠环境里的金属催化。换句话说，我们的共同祖先有一半「厨艺」是外包的。
两个分支，各自独立「毕业」
顺着这条时间线，研究团队把催化能力的进化分成四个阶段：第一阶段完全靠环境金属；第二阶段原初细胞造出第一批酶，给金属打下手；第三阶段酶越来越多，金属依赖越来越小；第四阶段，细胞彻底甩开环境、自给自足，成为「自由生活的细胞」。
关键发现在第四阶段之前。细菌和古菌的分家，发生在它们各自「毕业」之前——也就是说，这两支各自独立走完了从依赖金属到自立的最后一段路。证据是：两支谱系里，催化同一个反应的酶，结构完全不同。研究团队把这叫「平行发明」：没有共享图纸的两家工厂，分别造出了功能一样的机器。
还有一个实验补上了最后一块拼图。现在所有生命都用 ATP 当能量货币，但 ATP 本身也要酶来制造，起源时期它并不存在。团队发现，热液喷口里天然存在的亚磷酸盐加上一点钯，就能在水里一夜之间完成磷酸化反应，替代 ATP 和酶。先靠环境「外挂」把能量问题对付过去，酶以后再慢慢进化——这让早期进化变得好懂多了。
「两次起源」还是「一次分叉」？
威廉·马丁的原话是：「遗传密码只有一个起源，生命有两个起源。」这句话的底气，来自他对「活着」的定义：只有自由生活的细胞才算活着，而细菌和古菌是独立达到这个状态的。
反对的声音同样响亮。最集中的质疑是：按这个标准，附着在矿物表面、还需要环境供能的原初细胞算「死了」，可它们明明在自我复制、在进化。一位评论者的类比很尖锐：人类自己也不能合成维生素 C，全靠从环境里摄取，按同样的逻辑，人类也算不上活着？还有评论指出，两支谱系共享 DNA、RNA 和蛋白质体系，更像同一棵树的两次分叉，硬叫「两次起源」是标题党。
支持者也有话说：这个框架恰好解释了细菌和古菌细胞膜化学成分截然不同这个老谜团——如果它们共享同一个「出生点」，膜不该差这么多。这场争论的实质，是对「生命」的定义之争。而定义问题，实验室里暂时没有一锤定音的答案。
如果生命能起两次，宇宙里呢
这项研究最让普通人兴奋的地方在这里：同一个星球、相似的环境里，从非生命到生命这一步如果真发生过两次，那它发生的难度可能比我们想象的低得多。天文学里的德雷克方程，给「适合生命出现的行星里，真出现生命的比例」这个变量赋值时，会因此往上调一截。火星、木卫二、土卫六上找到生命的希望，也随之变大。
冷静派立刻搬出费米悖论：如果生命这么容易诞生，为什么今天的地球上没有第三批、第四批新生命冒出来？讨论里有个解释很有画面感：新生命一出生就会被现有生命吃掉——厨房台面上任何新形成的原初生命都活不过一晚上，微生物早已占领了每一寸地盘。更何况 25 亿年前的大氧化事件之后，地球大气充满氧气，当初孕育生命的还原性环境，如今几乎绝迹。门槛变高了，不等于门关了，但今天的地球确实不再是那个能反复孵化生命的摇篮。
教科书的第一课，要改吗？
退一步看，即便这项研究完全成立，单一起源的根基也还稳着：遗传密码只有一个源头，核糖体只有一个源头，两支生命后来还发生过基因交换。再往后，其中一支古菌吞掉了另一支的细菌后代，让后者变成了线粒体，这才有了今天的真核生物——包括你我。真正要动的，只是那幅树的插图：树根处可能有两根独立的树干，它们在还很原始的时候就分了家，各自长成了今天的细菌和古菌，后来又长成了一整片森林。
四十亿年前的化学汤里到底发生了什么，人类恐怕永远无法亲眼确认。这项研究提供的，是一个比「单一起源」更具体、也更有争议的剧本。笔者能确定的是：它把「生命在宇宙中是否常见」这个问题的赌注，悄悄抬高了一档。下一次人类在火星岩层里发现哪怕一颗活细菌，这场争论就会迎来真正的裁判。
参考链接：
- ScienceAlert: Radical Study Suggests Life on Earth Arose From Non-Living Matter Twice
- 原始论文：Intermediate Stages in the Origin of Metabolism at a Phosphorylating Hydrothermal Vent（Science Advances，2026年8月5日）
- 杜塞尔多夫海因里希·海涅大学新闻稿：Two Origins of Life
- Phys.org：Two origins of life: Free-living cells may have emerged twice
- Hacker News 讨论（item?id=49209572）
