为纪念蒋锡夔先生诞辰100周年,在丁奎岭院士、胡金波研究员和黎占亭研究员的邀请下,南开大学元素有机化学全国重点实验室刘天飞课题组撰写了《通往生命起源的化学之路》一文,这是国内首篇关于生命起源研究的综述,并对未来地外生命的探索进行了一些展望。这篇文章2026年09月30日以封面文章正式发表在《有机化学》杂志(Chinese Journal of Organic Chemistry, 2026, 46, 3293-3316)。这篇文章与清华大学杨金东老师、程津培院士的《现代自由基化学中的取代基效应》(Chinese Journal of Organic Chemistry, 2026, 46, 3317-3327)一文相呼应,对蒋锡夔先生2002年自然科学一等奖“物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学的研究”在过去近四分之一世纪以来的进展进行了系统性回顾。

“宇宙从何而来?生命为何出现?对人类有限的大脑和智慧来说,这也许将永远称为难解的美丽之谜。”这句话是蒋锡夔先生在其著名科学专著《有机分子的簇集和自卷》序言中的开场白。近数十年来,随着人们对地球和宇宙深处探测活动的积累,正逐步为揭示生命起源这一宏伟的画卷提供关键实证;并且随着实验技术的跨越式迭代,正逐步使曾经的思维实验得以落地,让这一古老的科学谜题逐渐褪去神秘的面纱。
“生命不过是一个电子在一个质子的帮助下寻找栖身之所(Life is nothing but an electron looking for a place to rest with the help of a proton)”(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 560)。生命起源是自然科学中尚未完全解开的终极谜题之一,兼具基础科学深度和哲学意义。随着深海探测、天体化学和合成生物学技术的发展,该领域正处于从“假说驱动”向“实证驱动”转型的关键时期。本文涵盖了无机合成、有机自组装、热力学、地质学及天体生物学等多个学科,旨在梳理从无机小分子到原细胞形成的化学路径。本文回顾了目前关于生命起源化学演化路径的流行学术观点。这些观点涵盖了通过深海地质样品分析、深空观测以及实验室中人工模拟与实验所揭示的可能途径,展示了在地球早期环境中,由无机物质合成脂肪酸、脂肪醇、烃类以及含氮、硫、磷有机化合物的过程。此外,本文介绍了基于蒋锡夔先生等发展的有机分子簇集与自卷理论所建设的原细胞理论及其功能构建实验的最新进展,以及关于节律性与周期性有序结构的涌现、自我复制与演化、组装理论的相关内容。本文最后回顾了最后的共同祖先理论与人工合成细胞的实验尝试。本文对于理解地球早期化学演化及地外生命探索具有重要的参考价值和战略意义。
南开大学朱山辉同学为本文第一作者,南开大学刘天飞研究员为本文的通讯作者。本文得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、天津市科技局国家重点实验室重大科技项目、中央高校基本科研业务费、元素有机化学全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心、天津市海河实验室等经费和单位的大力支持。
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Chemical Pathways to the Origin of Life
Shanhui Zhu, Tianfei Liu*
Chin. J. Org. Chem., 2026, 46 (9): 3293-3316, DOI: 10.6023/cjoc202605021