God可能也有一个烤面包机的烤箱。几年前在院子里出售，尼古拉斯哈德发现了一个好候选人：一款复古通用电气模型，镀铬与木纹板，坐落在一旧泛黄盒子里，几乎未使用。他认为，烹饪生命的化学前体的完美器具。他以5美元的价格买了它。
在他的地下室，在他的大学儿子的帮助下，他在烤箱的背面切割了一个矩形洞，通过该矩形洞，通过该齿轮，自动滑动桌（从旧文件扫描仪再循环）可以移动一个实验托盘。然后，他将注射器泵连接到一些喷墨打印机部件，并操纵了系统，以定期滴水到托盘上。
现在，这个装置放在哈德在佐治亚理工学院实验室的工作台上，哈德在那里领导化学进化中心，这是一个由美国宇航局和国家科学基金会资助的多所大学的联盟。在过去的二十年里，他一直在寻找能够解释地球上生命起源的化学配方。当科学家们在20世纪50年代开始研究生命的分子起源时，他们认为第一个生物分子是由原始化合物的汤自发形成的:正确的成分在正确的条件下、正确的时间的幸运结合。哈德和他的同事们现在发现，生命的火花可能是逐渐产生的，不是偶然的，而是经过长期的化学进化。
烤面包机是他最新的试验场。它模拟了冷与热、湿与干的循环，哈德怀疑正是这些循环启动了这个进化过程，在第一个细胞生命形式出现之前的数百万年。它模拟了露珠在夜间凝结，在日出时蒸发;雨水水坑填满并干涸;海岸泻湖随着潮汐涨潮而干涸。哈德称它为“日夜机器”。
去年春天的一天，他和我挤在自制的设备周围，看着它工作。在烤箱外面，注射器将几滴水注入滑动托盘上的陶瓷板上的六个孔中。对于本演示，井是空的;在实验中，它们包含简单分子或单体的混合物，就像那些被认为存在于早期地球上的分子或单体。托盘消失在烤箱中，封闭它。当温度上升到185华氏度(85摄氏度)时，水就蒸发了——这是第一天。几分钟过去了，托盘滑了出来。井凉了，水滴了下来，第二天托盘就进去了。
即使科学家可以在试管中伪造RNA或其他基本聚合物，结果也不会揭示它们的真正来源。
进化需要两种力量:变异和选择。当一堆单体干燥时，脱水会促使它们结合在一起，形成称为聚合物的链。然而，如果再把混合物弄湿，其中一些化学键就会断裂。换句话说，这个过程是可逆的。聚合物可以形成、分解，并以新的构型再次形成。这是变异。最终，一些聚合物可能会偶然发现一个优势。例如，它们可能会折叠成防止它们过快分裂的形状。这是选择。“它们可能是进化的第一批幸存者，”哈德说。
他推测，在原始地球上的数百万个循环中，一些幸存者获得了其他优势，比如催化反应的能力。它们开始相互作用和合作，形成原始的化学网络。迟早，一些网络开始自我复制并获得了保护膜。那时生命开始了，生物进化接过了指挥棒。细胞样囊产生原核生物(细菌和古细菌)，产生单细胞真核生物(原生动物、黏菌和藻类)，产生多细胞生物(植物和动物)，最终产生我们人类。
如果HUD是对的，我们的纺纱行星就是巨大的昼夜机器开始。
一个LL寿命取决于两种聚合物：蛋白质，其进行新陈代谢的基本任务;和核酸（DNA和RNA），将遗传指示存储在后代。在1953年的一个着名实验中，化学家斯坦利米勒和哈罗德·佩雷表明，这些基本分子的许多建筑块可以单独通过化学组合在幼地上，没有生物过程的帮助。通过将电火花施加到四种原始化合物 - 甲烷，氨，氢气和水的混合物中，它们产生氨基酸，蛋白质的基本单元。使用类似的方法，研究人员后来创建了一些称为核碱基的化学字母，构成了遗传密码。
然而，所有人都在猜测这些简单的单体最初是如何将自己缝进聚合物的。在细胞中，蛋白质执行着制造和复制DNA的复杂工作，而DNA则为构建蛋白质提供了蓝图。鉴于这种“先有鸡还是先有蛋”的悖论，一些研究人员提名RNA为第一种生物聚合物，它将信息从DNA带到蛋白质工厂。也许这个信使分子在进化划分这些角色之前就已经完成了蛋白质和DNA的职责。在20世纪80年代，化学家托马斯·切赫和西德尼·奥特曼证明，这可能确实是事实。独立工作时，他们发现一些rna可以像蛋白质一样催化化学反应，这表明古老的分子可能已经复制了自己。
但到目前为止，科学家们还未能在生物起源的条件下重建RNA。他们最接近的一次是在2009年，当时曼彻斯特大学的约翰·萨瑟兰(John Sutherland)领导的一个团队在杂志上发表了一份食谱自然用于从划痕合成RNA的基本单元：连接到糖磷酸盐的核碱基，其一起形成核苷酸。可以是RNA太复杂，不能自发地组装，而不来自蛋白质的帮助。如果这是真的，那么HUD和其他人都说，它必须从更原始的聚合物中发展。
Hud将RNA比作一把斯特拉迪瓦里小提琴:一种完美的乐器。“但你不能一开始就做斯特拉迪瓦里琴，”他说。“首先，有人拿着一根带有一根绳子的棍子，把它拉成弓。这就是我如何看待rna的——作为一长串分子的后代，进化给了我们这个完美的分子，……聚合物的顶峰。”即使科学家可以在试管中伪造RNA或其他基本聚合物，结果也不会揭示它们的真正来源。就像弗兰肯斯坦博士的怪物一样，这些经过缝合的创造物几乎不会透露数百万年来塑造它们的进化过程。
“作为人类，我们一直都有意识，我们想知道生命从何而来。如果我们能编出一个科学上可信的故事，那就太棒了。”
因此，哈德的团队转而专注于寻找RNA的祖先——行为类似但更容易在生命起源环境中组装的分子。这项研究始于十年前，当时列出了一份清单，上面列出了100种结构上与RNA碱基相似的单体。在不同条件下测试了几十名候选人后，研究人员终于取得了突破。在2013年的一篇论文中，他们报道了两种单体，三氨基嘧啶(TAP)和三聚氰酸(CA)，组装成环状，相互堆叠，形成了大约和基因一样长的链。
在一次后续研究中，该团队表明，龙头可以容易地与糖（臭名昭着的困难步骤）结合以产生类似核苷酸部分的化合物。当添加到Ca时，准核苷酸也被分组成基因样链。但这些不是真正的聚合物。与RNA的实际核苷酸不同，其在绳子上缝合在一起的珠子，这些单元仅松散地绑定，如磁铁。
然而，结果只是一个开始。如果像TAP-CA链一样的结构是RNA的原型 - 第一个原油仪器 - 那么它们如何成为杰作？
H乌德的办公室里装饰着许多受原始故事启发的场景。一面墙上是米开朗基罗的复制品亚当的创造．另一幅是印度神毗湿奴(Vishnu)的画像，他栖息在原始的“牛奶之海”上，而阿兹特克人的创造者披羽蛇神(Quetzalcoatl)则被想象成一条长着羽毛的蛇。“作为人类，我们一直都有意识，我们想知道生命从何而来，”Hud若有所思地说。“如果我们能编出一个科学上可信的故事，那就太棒了。”
HUD来自洛杉矶，他的父亲是奶制品行业的质量控制督察。他的母亲，一名护士和虔诚的基督徒，在天主教学校就读了16年。但他的激情是科学。他是一个博士学位。加州大学的生物物理学生，戴维斯当Cech和Altman获得了1989年诺贝尔奖，以发现RNA的蛋白质的能力。“那就是每个人都谈到的，”HUD回忆道。他被迷上了。
1999年，他加入了佐治亚理工学院，在那里他开始研究地球的循环——湿与干、热与冷、白天和黑夜——驱动生命聚合物的产生的可能性。在20世纪70年代，包括斯坦利·米勒(Stanley Miller)在内的一些生命起源化学家，曾试图通过在大烤箱中烘干手表眼镜上的成分，然后手工重新水化，来生产蛋白质和DNA。但他们几乎没有成功。最终，当研究人员开始在比干燥的水坑更奇特的地方寻找生命的起源时，这种从未流行过的方法不再使用，比如海底的热液喷口。
HUD说，生命和演化的发动机可以像“在星球面前旋转的星球”一样简单。
然而，HUD认为米勒和他的同时代人已经在正确的轨道上。他意识到，湿干循环可以通过解决所谓的“水悖论”来存在囊性聚合物。作为溶剂，水对生命至关重要：它有助于化学反应，有助于运输营养和废物。但为了制造生命的聚合物，你必须去除水。在没有精细的细胞机制中缝合它们，蛋白质和核酸不能在细胞的水质环境中结合。因此，第一寿命的分子必须需要水分和干燥。
HUD决定开始尝试他的前辈离开的地方。但他们的手动润湿和干燥单体的方法证明了太繁琐。“这很快就会成为每天做两个以上周期的麻烦，”HUD回忆道。“说我们想尝试50个周期 - 这将是几乎一个月的时间！”
就在那时，他决定建造一个昼夜两用的机器。他修改了几项设计，其中一项设计涉及熨斗和披萨锅。另一种设计将机械臂安装到PCR仪上，PCR仪是一种常用的实验室工具，利用温度波动来复制DNA。在他们第一次成功的实验中，他和他的团队用这种方法一次又一次地对单体进行润湿和干燥，从而生长出称为羟基酸的原始化合物链。这些周期就像一个棘轮。当PCR仪加热羟基酸和水的溶液时，一些单体在干燥时结合。当它们冷却后，水又回来了，一些化学键存活了下来。哈德解释说:“由于温度较低，逆反应会更慢，所以我们不太可能破坏这些键。”“有水进来，也有水出去——来来回回。然而，我们正在朝着一个方向前进——我们正在制造聚合物。” His team published their findings in 2014.
在7月出版的一项研究中，他们将实验进一步迈出：他们添加了氨基酸。随着每个湿干循环，随着羟基酸键合并增长聚合物，一些氨基酸将自己掺入这些链中，形成类似蛋白质的布置。HUD怀疑是一种类似的过程，可能涉及RNA的前体，可能发生在早期地球上，提供化学进化的第一步。
这是一个合理的情景，加利福尼亚州大学的生物物理学家David Deamer表示，圣克鲁兹的生物物理学家没有参与该研究。他补充说，该理论都更加令人信服，因为HUD的团队能够展示聚合物形成“没有任何化学品。”
但要真正卖这个故事，脱少手和其他人指出，科学家必须表明湿干期不仅可以构建聚合物，还可以选择充当催化剂的分子。HUD的团队仅在20个循环后创建了类似蛋白质的链条。经过数百次或或许数千次循环，一些链子会以新的方式开始扭曲自己吗？它们是否会使口袋完全塑造以捕获另一个分子，就像手套拟合一只手？然后他们会帮助这种分子与其他分子反应，从而协调生命所需的化学吗？
为了回答这些问题，Hud将转向他的烤面包机，它比PCR设置有几个优点。编程成本更低，也更简单，便于他的学生进行实验。这是通用的。PCR机迫使他们在微小的塑料管中测试溶液，而烤面包机允许更大体积的液体和各种各样的表面。Hud说道:“我们可以在托盘上放置任何类型的物体。“我们可以让整个表面模仿岩石，”这可能是生命的诞生地。在接下来的几个月里，他计划用烤面包机来增加日夜循环的次数。他说:“我们的目标是进行100到几百次循环。”
如果HUD的团队可以将他们的方式从单体到催化剂循环，Carnegie机构的矿物学家罗伯特·哈肯说：“这显然是击败的机制。”终身和进化的发动机可以成为，因为HUD说，像“星际旋转在恒星前的行星”一样。
Johnny Bontemps是一位位于纽约布鲁克林的科学作家。
