探索生命密码：施皮格尔曼实验的传奇之旅

简 介

本文围绕施皮格尔曼实验展开，深入探讨其在生命科学领域的多方面贡献。

• 实验背景：20 世纪中期，分子生物学革命使 DNA 双螺旋结构被发现，但遗传物质复制机制待解，且对 RNA 功能认知有限。同时，生命起源研究急需验证早期自主复制分子，Qβ 噬菌体和酶纯化技术为实验提供了可能。

• 实验设计与过程：施皮格尔曼以 Qβ 噬菌体的 RNA 为模板，用从感染细菌中提取的 RNA 复制酶，在含游离核糖核苷酸等成分的反应溶液中进行复制实验，并通过“传代”操作持续观察。

• 实验结果：经过多轮传代，RNA 分子逐渐变短，最终进化成仅 218 个核苷酸的“施皮格尔曼怪”，其复制速度比原始 RNA 高 15 倍。通过凝胶电泳、感染性测试和测序分析等方法追踪了这一变化过程。

• 实验解读：该实验体现了达尔文进化论在分子层面的作用，包括变异与选择、适应性进化以及受环境引导的进化方向。“施皮格尔曼怪”可视为早期生命分子缩影，为生命起源研究提供思路。

• 对比与拓展：与艾根实验相比，施皮格尔曼实验采用“自上而下”方法，侧重既有遗传信息基础上的分子进化。后续实验构建了复杂生态系统、为病毒起源研究提供新视角、启发了核酶的发现，且施皮格尔曼实验与核酶发现存在理论、技术和研究目标上的逻辑关联。

• 实验意义：施皮格尔曼实验奠定了分子进化研究基础，启发生命起源探索，推动生物技术发展，证实 RNA 世界假说，并引发了关于生命本质的哲学思考。尽管取得巨大成功，但仍有诸多未解之谜等待科学家进一步探索。

在生命科学的漫漫探索征途中，施皮格尔曼实验宛如一座熠熠生辉的灯塔，为我们照亮理解生命起源与进化的路径。这一诞生于 20 世纪 60 年代的经典实验，不仅揭示了 RNA 分子令人叹为观止的自我复制与进化能力，更在科学界激起层层涟漪，引发了对生命本质的持续接力探讨和广袤深邃思索。让我们一同踏入这个充满奇迹与惊喜的生命分子世界，探寻施皮格尔曼实验背后那一段段扣人心弦的故事。

施皮格尔曼（Sol Spiegelman，1914—1983）

一、施皮格尔曼实验的研究背景

施皮格尔曼实验的开展，深深植根于 20 世纪中期分子生物学革命与生命起源研究的双重科学浪潮之中，其背后蕴含着当时科学界对 “遗传物质复制机制” 和 “生命本质” 的迫切探寻。

1. 分子生物学革命的推动：遗传物质复制机制的未解之谜

20 世纪 50 年代至 60 年代堪称分子生物学的黄金时代。1953 年，沃森（James Watson）和克里克（Francis Crick）提出的 DNA 双螺旋结构模型，宛如一道曙光，揭示了遗传物质的化学本质[2]。然而，遗传物质的复制机制（即如何 “自我复制”）仍像一团迷雾，亟待实验来驱散。1958 年，梅塞尔森（Matthew Meselson）和斯塔尔（Franklin Stahl）通过 “密度梯度离心” 实验，证实了 DNA 的半保留复制，为遗传物质的稳定性传递提供了坚实证据[3]。

然而，此时科学界对 RNA 的功能认知还仅仅局限于 “DNA 到蛋白质的中间载体”（即 “中心法则” 中的 “转录 - 翻译” 环节）。对于 RNA 能否独立完成复制这一生命最核心的特征之一，几乎无人知晓。当时的主流观点认为，复制是 DNA 的专属功能，且需要复杂的细胞内环境支持（如大量酶和能量系统）。

施皮格尔曼团队的研究正是在这样的背景下应运而生，他们试图回答一个大胆的问题：脱离细胞的核酸分子，能否仅凭简单的酶和原料实现自主复制？

2. 生命起源研究的迫切需求：“复制” 如何诞生？

生命与非生命的核心区别之一在于 “自我复制” 与 “进化” 能力。20 世纪中期，生命起源研究聚焦于两个关键问题：

• 最早的遗传物质是什么？（是 DNA，还是更简单的分子？）
• 复制机制是如何在无细胞环境中自发形成的？

当时的假说大多停留在理论层面（如奥巴林的 “团聚体假说”），缺乏直接的实验证据[1]。科学家们推测，早期地球环境中可能存在能自主复制的分子，但始终无法通过实验来验证。施皮格尔曼的工作正是为了填补这一空白：通过人工构建简化的细胞体外系统，模拟 “前生命环境”，观察分子能否自发实现复制与进化[4]。

3. 技术突破的支撑：Qβ 噬菌体与纯化酶的可用性

实验的成功离不开关键技术的成熟：

• Qβ 噬菌体的发现：20 世纪 60 年代，科学家发现 Qβ 噬菌体（一种感染大肠杆菌的病毒）的遗传物质是 RNA，且其复制依赖于一种专一性酶 —— Qβ 复制酶（无需 DNA 参与，直接以 RNA 为模板合成新的 RNA）。
• 酶的纯化技术：当时的生物化学技术已能从细菌中分离并纯化 Qβ 复制酶，这使得细胞体外系统的设计时，可仅包含 RNA 模板、复制酶、核苷酸原料和缓冲液，排除其他细胞成分的干扰。

这些技术为施皮格尔曼团队的开创性实验提供了一个 “简化模型”：用 Qβ 噬菌体的 RNA 作为初始模板，在纯化学的试管环境中观察其复制行为。

二、实验设计和过程：RNA 分子复制和进化

施皮格尔曼的实验设计简洁而精妙，他的目标是在生命体外模拟 RNA 分子的复制与进化过程。

实验伊始，他准备了以下关键要素：

1. RNA 模板：选择了大肠杆菌噬菌体 Qβ（Enterobacteria phage Qβ）的 RNA。Qβ 是一种简单的噬菌体，它的 RNA 能够被特定的酶识别并复制。这条 RNA 链最初包含约 4500 个核苷酸，携带着噬菌体生存与繁殖所需的全部遗传信息。
2. RNA 复制酶：从被 Qβ 噬菌体感染的细菌中，可提取出一种特殊的酶 —— RNA 复制酶。这种酶就像分子世界里的 “复印机”，能够识别并结合到 Qβ 的 RNA 上，以周围环境中游离的核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成出与模板 RNA 相同的副本。
3. 反应溶液：包含了四种游离的核糖核苷酸（ATP、GTP、CTP、UTP），以及维持反应所需的盐类和缓冲物质。这些成分共同营造了一个适宜 RNA 复制的化学环境，就如同为 RNA 分子搭建了一个 “生命舞台”。

实验过程中，施皮格尔曼将 Qβ 的 RNA 模板、RNA 复制酶以及反应溶液混合在一个试管中。在适宜的 37℃ 温度和其他条件下，RNA 复制酶迅速识别并结合到 Qβ RNA 模板上，开始了繁忙的复制工作。随着时间的推移，溶液中逐渐出现了大量与原始 Qβ RNA 相同的副本。

但施皮格尔曼并未满足于此，他设计了一个更为巧妙的步骤：定期从反应试管中取出少量（10%）含有最新复制 RNA 的溶液，转移到另一个装有新鲜反应溶液（同样包含 RNA 复制酶和游离核苷酸）的试管中，让 RNA 的复制过程在新环境中持续进行下去。这个过程类似于微生物培养中的 “传代” 操作，为 RNA 分子的进化提供了连续的环境与机会。

三、实验结果：“施皮格尔曼怪” 的诞生

随着实验的不断推进，施皮格尔曼观察到了一系列令人震惊的现象。在最初的复制过程中，新合成的 RNA 分子大多与原始的 Qβ RNA 模板相似，保持着完整的长度和结构。然而，随着传代次数的增加，一些奇特的变化开始显现。

研究人员发现，溶液中的 RNA 分子逐渐变得越来越短。这是因为在 RNA 复制过程中，不可避免地会出现一些随机的错误或突变。大多数突变可能对 RNA 的复制和功能产生负面影响，导致这些突变的 RNA 分子在竞争中被淘汰。但有一小部分突变却偶然赋予了 RNA 分子一些优势 —— 较短的 RNA 分子在复制过程中能够更快地完成复制，因为它们需要的核苷酸数量更少，就像短跑运动员在缩短的赛道上更容易达到终点线一样。

这种 “短而快” 的优势使得较短的 RNA 分子在每一轮转移到新试管时，有更大的机会比例被 “选中”，进入下一轮复制。经过多轮的筛选与进化，一种极其短小但高效的 RNA 分子逐渐占据主导地位。当实验进行到第 74 代时，施皮格尔曼惊喜地发现，原本长度约为 4500 个核苷酸的 Qβ RNA，已经进化成了一种仅由 218 个核苷酸组成的超短 RNA 分子[5]。这个全新的 RNA 分子虽然丢失了原始 Qβ RNA 中许多与噬菌体感染、组装等功能相关的序列，但却拥有了惊人的复制速度，比原始 RNA 分子高 15 倍。正因为此，它们能够在极短的时间内大量繁殖自己的后代。

实验通过以下方法追踪 RNA 分子的变化：

1. 凝胶电泳
   • 将反应液进行聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE），再溴化乙锭染色后观察 RNA 条带。
   • 结果显示：随着传代次数增加，RNA 条带逐渐从 4200 个核苷酸向 218 个核苷酸迁移，证明分子长度逐步缩短。
2. 感染性测试
   • 将复制后的 RNA 加入大肠杆菌培养物，观察是否引发感染。结果表明，即使缩短至 218 个核苷酸，RNA 仍能指导病毒蛋白合成并感染宿主，验证其具有生物学活性。
3. 测序分析
   • 对最终产物 218 个核苷酸的 RNA 测序发现，它仅保留了能让 Qβ 复制酶识别的核心序列，其余的非必需区域完全被”丢弃”。

施皮格尔曼将这个在试管中通过人工进化产生的超短 RNA 分子命名为 “施皮格尔曼怪”（Spiegelman's Monster），以纪念这一独特而神奇的发现。这个名字不仅形象地描绘了这个分子的奇特性质，更反映了它在分子进化研究中的里程碑意义。

四、深入解读：进化的力量与策略

“施皮格尔曼怪” 的诞生，为我们揭示了 RNA 分子在互相竞争的自然选择压力下，自身具备强大的进化能力。从原始的 Qβ RNA 到 “施皮格尔曼怪” 的进化历程，生动地展示了达尔文进化论在分子层面的具体体现：

1. 变异与选择：RNA 复制过程中随机产生的突变体，为进化提供了丰富的原材料。那些能够使 RNA 分子在特定环境（如试管中的复制体系）中更好地生存和繁殖的变异，如缩短分子长度以提高复制速度，会在自然选择的作用下被保留并逐渐积累。
2. 适应性进化：“施皮格尔曼怪” 通过舍弃那些与复制效率无关的基因序列，成功地实现了自身结构的简化与优化，以适应试管中以复制速度为核心竞争力的环境。这种适应性进化表明，生物分子能够根据环境的变化，“无意识” 地不断调整自身的结构与功能，以获得生存优势。
3. 进化的方向：在施皮格尔曼的实验中，进化的方向并非是随机的，而是受到环境因素（如反应体系中的资源限制、复制酶的特性等）的强烈引导。在这个特定的环境下，“短而快” 成为了进化的最优策略，驱使 RNA 分子朝着缩短长度、提高复制速度的方向不断进化。

这一实验结果也让我们对生命起源与早期进化有了更深层次的思考。在地球生命诞生的早期阶段，原始的生命分子可能也面临着类似的选择压力。在资源有限、竞争激烈的原始海洋中，那些能够更高效地自我复制的分子，无论其结构多么简单，都更有可能在生存竞争中脱颖而出，成为生命演化的起点。

从这个角度来看，“施皮格尔曼怪” 或许可以被视为地球上早期生命分子的一个缩影，为我们揭示了生命在诞生之初可能经历的进化路径。

五、与艾根实验对比：不同视角下的分子进化

在研究 RNA 分子进化的历史中，施皮格尔曼实验并非孤立存在。与之相比稍许延后，德国科学家曼弗雷德・艾根（Manfred Eigen）也进行了一系列开创性的实验，探究分子自组织与进化的奥秘。虽然两位科学家的实验目标相似，但实验设计与研究侧重点却有所不同。两者相互补充，共同为我们描绘了一幅更为完整的分子进化图景。

艾根的实验采用了 “自下而上” 策略。他从最简单的化学物质出发，仅是四种核苷酸单体，在没有任何初始 RNA 模板的情况下，尝试构建一个能够自发产生自我复制的分子系统。通过精心设计反应体系，艾根成功地观察到了核苷酸在特定条件下自发聚合形成 RNA 分子，并进一步通过分子间的相互作用与自组织，形成了具有一定稳定性和功能的分子网络[6]。在艾根的实验中，分子的进化是从无到有、从简单到复杂的过程，强调了分子的自组织过程在生命起源中的重要作用。

相比之下，施皮格尔曼实验则采用了 “自上而下” 的方法。他从已知的噬菌体 RNA 出发，通过在细胞体外模拟复制环境，观察 RNA 分子在选择压力下的进化过程。施皮格尔曼实验更侧重于揭示在既有的遗传信息基础上，分子如何通过变异与选择进行适应性进化，展示了自然选择在分子层面的强大驱动力。

尽管实验路径不同，但两个实验都得出了关于分子进化的重要结论，且在某些方面相互印证。例如，两者都证明了 RNA 分子在适宜条件下能够实现自我复制与进化，并且这种进化过程受到环境因素的显著影响。艾根实验中形成的分子网络与施皮格尔曼实验中 “施皮格尔曼怪” 的进化，都体现了分子在不断适应环境过程中所展现出的惊人创造力与适应性。

六、实验的拓展与延续：从简单到复杂的生命演化

施皮格尔曼实验的影响力远远超出了最初的预期，它激发了无数科学家在分子进化领域进行更深入的探索与研究。在后续的实验中，科学家们在施皮格尔曼实验的基础上进行了多种拓展与创新，进一步揭示了生命分子在不同条件下的进化规律与奥秘。

1. 复杂生态系统的构建

2016 年左右，日本科学家市桥伯一教授和水内良（Ryo Mizuuchi）进行了一项极具创意的实验。他们使用了一种特殊的 RNA，这种 RNA 不再仅是能被 RNA 复制酶识别，而是它的序列能够编码 RNA 复制酶，进而利用大肠杆菌的核糖体，协助自身进行复制。

实验进行一段时期后，RNA 并没有像施皮格尔曼实验那样，由截断而演化成单一的 “怪胎”，而是分裂成了两个不同的 “物种”：一个是能够自身产生复制酶的 “宿主” RNA，另一个则是依赖劫持宿主复制酶来完成自身复制的 “寄生虫” RNA。

随着实验的继续进行，经过 120 轮的复制，宿主 RNA 进一步分裂成两个新的物种，同时演化出了抑制寄生虫的能力；而寄生虫 RNA 也不甘示弱，通过突变获得了对抗宿主免疫能力的特性。

在这场试管中的 “生态战争” 中，不同的 RNA 分子”物种”之间不断竞争、相互适应，最终在第 190 轮左右达成了一种动态的平衡，形成了一个复杂而微妙的共生生态系统[11]。

这个实验首次在实验室中成功模拟了从简单分子到复杂生态系统的演化过程，为我们理解生命在地球上如何从最初的简单形式逐渐发展出丰富多彩的生物多样性提供了宝贵的线索。

2. 对病毒起源的启示

施皮格尔曼实验及其后续研究也为病毒起源的研究提供了新的视角。目前科学界关于病毒起源主要有三种假说：地球生命过渡说（渐进假说）、退化假说和细胞起源学说。[12]

从施皮格尔曼实验中 “施皮格尔曼怪” 的演化过程来看，它与病毒的某些特性有着惊人的相似之处。例如，“施皮格尔曼怪” 通过不断缩短自身长度，舍弃与复制无关的基因序列，以实现最快速度的复制，这与病毒在进化过程中追求高效复制、简化自身结构的策略如出一辙。这或许暗示着病毒可能起源于早期生命分子在特定环境下的适应性进化，是生命演化过程中的一个特殊分支。1997 年，普朗克研究所的科学家利用更高效的 RNA 复制技术重复类似实验，得到了两种更短的 RNA 分子，进一步支持了这一观点[10]。

这些研究结果使得部分科学家提出，病毒并非简单的 “叛逃基因” 或 “沉沦生物”，而是曾经与我们祖先同根而生的兄弟，在漫长的进化历程中走上了一条独特的演化道路。

3. 启发核酶的发现：从 “依赖蛋白质” 到探索让 “RNA 自主复制”

核酶（ribozyme）是一类具有催化功能的 RNA 分子，其发现可直接填补 RNA 世界假说中 “由 RNA 自身催化复制” 的证据空白。而施皮格尔曼实验正是推动这一发现的重要动力。

施皮格尔曼实验后，科学家意识到：早期生命中不可能存在复杂的蛋白质酶（蛋白质的合成依赖 RNA 和核糖体，不过核糖体的核心成分仍是 rRNA），因此判断必然还存在一种 “先于蛋白质的催化分子”。基于施皮格尔曼实验展示的 RNA 的高度适应性，研究者推测这种分子可能就是 RNA。

1982 年，托马斯・切赫（Thomas Cech）团队在研究四膜虫的 rRNA 剪切机制时发现：当去除所有蛋白质酶后，rRNA 仍能自发完成内含子的剪切与连接。这直接证明 RNA 分子本身就具有催化活性（这一机制被称为 “自剪接”）[8]；1983 年，西德尼・奥尔特曼（Sidney Altman）团队发现，在大肠杆菌的 tRNA 前体加工时，一种名为 “RNase P” 的复合物中的 RNA 成分（而非蛋白质）承担了催化切割的功能[9]。

这两类 RNA 分子被命名为 “核酶”（ribozyme），都证实 RNA 确实具有催化功能。

4. 施皮格尔曼实验与核酶发现的逻辑关联

施皮格尔曼实验与核酶发现的内在联系体现在三个层面：

• 理论铺垫：施皮格尔曼实验证明 RNA 可作为遗传物质并进化，使 “RNA 同时具备遗传和催化功能” 的假说更具合理性 —— 如果 RNA 能存储信息，为何不能催化反应？核酶的发现正是对这一逻辑的验证。
• 技术借鉴：施皮格尔曼实验建立的 “体外 RNA 进化筛选” 方法，为核酶的鉴定提供了技术模板。例如，切赫团队在验证 rRNA 自剪接功能时，采用了与施皮格尔曼类似的体外反应体系（纯化 RNA、去除蛋白质、观察分子自主反应），并通过电泳等手段追踪 RNA 的结构变化，这与施皮格尔曼实验的检测方法高度一致。
• 研究目标延续：施皮格尔曼实验探索 “RNA 如何在蛋白质帮助下复制”，而核酶的发现则回答了 “RNA 如何能在不依赖蛋白质而完成催化”。两者共同构建了从 “依赖蛋白质的 RNA 复制” 到 “仅靠 RNA 自主催化复制” 的研究链条，逐步接近 “RNA 世界假说” 的核心 —— 早期生命中，RNA 可独立完成遗传与催化的双重功能。

七、实验意义与影响：跨越半个多世纪的科学遗产

60 年过去了，施皮格尔曼实验依然在生命科学领域散发着耀眼的光芒。它的意义与影响不仅体现在对分子进化机制的深刻揭示上，更体现在对整个生命科学研究方向的深远引领上：

1. 奠定分子进化研究基础：施皮格尔曼实验首次在体外成功模拟了 RNA 分子的进化过程，为分子进化研究提供了一个经典的实验范式。此后，众多科学家基于这一实验思路，开展了大量关于核酸、蛋白质等生物分子进化的研究，极大地推动了我们对遗传信息变异、传递与进化规律的认识和理解。

2. 启发生命起源探索：“施皮格尔曼怪” 的诞生为生命起源研究提供了重要线索。它表明，在地球早期环境中，简单的生命分子有可能通过自我复制与自然选择，逐渐演化出更为复杂的生命形式。这一观点为 “RNA 世界” 假说（认为在 DNA 和蛋白质出现之前，地球可能存在一个以 RNA 为核心的生命前体系统）提供了有力的实验支持，激发了科学家们进一步探索生命起源奥秘的热情。

3. 推动生物技术发展：施皮格尔曼实验所揭示的分子进化原理，在生物技术领域有着广泛的应用。例如，在现代医学中，基于核酸分子进化机制的体外筛选技术（如 SELEX 技术，指数富集配体系统进化技术）被广泛用于开发新型药物、诊断试剂等。通过模拟自然选择过程，科学家们能够从大量随机核酸序列中筛选出与特定靶标具有高亲和力的核酸适配体，为疾病的诊断与治疗提供了新的手段和思路。

4. 证实 RNA 世界假说：指引 RNA 能否独立完成遗传与催化双重功能的研究，现已取得了突破性进展。2025 年伦敦大学学院（UCL）和剑桥 MRC 分子生物学实验室的研究团队在《自然・化学》杂志上发表的成果，首次在实验室中实现了 RNA 在模拟原始地球条件下的自主复制与指数级扩增，为 RNA 世界假说提供了迄今为止最直接的实验证据[13]。以下是关键研究成果的详细介绍：

   • 构建完全由 RNA 分子主导的复制系统，并实现指数级扩增：经过数轮循环后，RNA 浓度呈现指数级增长（每轮约 10 倍），证明复制过程具有自我维持能力。
   • 序列多样性：复制过程中产生了新的 RNA 序列变体，其中部分片段（如类似核酶的结构）在后续循环中成为优势种群，体现了分子水平的自然选择。
   • 功能验证：复制出的 RNA 链长度可达 180 个核苷酸，能够折叠成具有催化活性的二级结构（如锤头型核酶），证明其具有生物学功能。

5. 引发哲学思考：施皮格尔曼实验不仅是一项科学研究，更引发了人们对生命本质、进化意义等哲学问题的深入思考。它让我们认识到，生命的进化并非是一个神秘莫测、不可捉摸的过程，而是可以通过简单的物理化学规律和自然选择机制来完善解释。这一观点挑战了传统过时的生命观念，促使我们重新审视生命在宇宙中的地位与价值。

八、结语：探索永不止步

施皮格尔曼实验确是生命科学研究史上的一颗璀璨明珠，它以简洁而精妙的设计，揭示了 RNA 分子在进化历程中的神奇变化。从 “施皮格尔曼怪” 的诞生到复杂生态系统在试管中的演化，近来已在 “纯粹” 的 RNA 世界中，初步实现了遗传、变异、复制、竞争、进化，从而开始对分子进化机制的深入理解和对生命起源奥秘的大胆推测。就是这个实验首次为我们打开那扇通往微观世界的大门，让我们得以一窥生命在分子层面的奇妙进化旅程。

然而，科学探索永无止境。尽管施皮格尔曼实验取得了巨大的成功，但它也为我们留下了许多未解之谜。例如，在自然环境中，RNA 分子的进化是否也遵循着与试管实验相同的规律？从简单的 RNA 分子到复杂的细胞生命，中间还经历了哪些关键步骤？这些问题都有待科学家们进一步探索与研究。

正如施皮格尔曼本人所说：“科学的进步在于不断提出新的问题，并努力寻找答案。” 在探索生命奥秘的道路上，每一个新的发现都只是一个起点，引领着我们走向更加深邃的未知领域。或许未来的某一天，当我们再回首这段科学探索历程时，会发现施皮格尔曼实验只是生命科学宏伟画卷中起首的一小部分，但它所激发的探索精神与创新思维，将永远激励着我们不断前行，去追寻生命那最本真的奥秘。

参考文献

1. Oparin, A. I. (1924). The Origin of Life. Moscow: Government Publishing House.（提出 “团聚体假说”，为生命起源研究提供早期理论。）
2. Watson, J. D., & Crick, F. H. C. (1953). Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature, 171(4356), 737–738.（提出 DNA 双螺旋结构模型，揭示遗传物质的化学本质。）
3. Meselson, M., & Stahl, F. W. (1958). The replication of DNA in Escherichia coli. Proceedings of the National Academy of Sciences, 44(7), 671–682.（通过 “密度梯度离心” 实验证实 DNA 的半保留复制。）
4. Spiegelman, S., Haruna, I., Holland, I. B., Beaudreau, G., & Mills, D. R. (1965). The synthesis of a self - propagating and infectious nucleic acid with a purified enzyme. Proceedings of the National Academy of Sciences, 54(3), 919–927.（首次在体外利用纯化酶合成具有自我繁殖能力的感染性 RNA，为分子复制机制研究奠定实验基础。）
5. Mills, D. R., Peterson, R. L., & Spiegelman, S. (1967). An extracellular Darwinian experiment with a self - duplicating nucleic acid molecule. Proceedings of the National Academy of Sciences, 58(1), 217–224.（通过细胞外连续传代实验，揭示 RNA 分子在自然选择压力下通过缩短序列实现复制效率最大化的进化路径，诞生了著名的 “施皮格尔曼怪”。）
6. Eigen, M. (1971). Selforganization of matter and the evolution of biological macromolecules. Naturwissenschaften, 58(10), 465–523.（提出分子自组织理论与超循环模型，从物理化学角度解释生命大分子的起源与进化，为 “RNA 世界” 假说提供理论框架。）
7. Sumper, M., & Luce, R. (1975). Evidence for de novo production of self - replicating and environmentally adapted RNA structures by bacteriophage Qβ replicase. Proceedings of the National Academy of Sciences, 72(12), 4839–4843.（证明 Qβ 噬菌体复制酶可在无模板条件下从头合成具有环境适应性的 RNA 结构，为前生命化学中分子自组织提供关键实验证据。）
8. Cech, T. R. (1982). Self - splicing of group I introns. Annual Review of Biochemistry, 51, 335–365.（发现四膜虫 rRNA 的自剪接功能，证明 RNA 具有催化活性。）
9. Altman, S., & Pace, N. (1989). RNase P: an enzyme with an RNA active site. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 54, 51–60.（发现大肠杆菌 tRNA 前体加工中 RNase P 的 RNA 成分具有催化功能。）
10. Oehlenschläger, F., & Eigen, M. (1997). 30 years later--a new approach to Sol Spiegelman's and Leslie Orgel's in vitro evolutionary studies. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 27(5-6), 437-457.（RNA 分子在快速生长选择压力下，会产生更短、复制效率更高的分子，进一步支持斯皮格尔曼关于 RNA 分子适应性进化的观点。）
11. Mizuuchi, H., Ichihashi, N., & Yomo, T. (2020). Experimental evolution of a replicator network with parasitism and host defence. Nature Communications, 11(1), 1–10.（长期实验中，进化构建出宿主 - 寄生虫 RNA 生态系统，首次观察到分子层面的 “军备竞赛” 动态平衡，为理解生命复杂性起源提供新范式。）
12. 涛城丸子 (2024). 病毒的起源 —— 为什么会有病毒，它是所有生命演化中的么？. 知乎. https://zhuanlan.zhihu.com/p/647891265（关于病毒起源的三种假说：退化说、病毒是细胞成分演化而来、病毒起源于基因片段。同时探讨病毒在生命演化中的地位。）
13. James Attwater, Thomas L. Augustin, James F. Curran, et al. (2025). Trinucleotide substrates under pH–freeze–thaw cycles enable open - ended exponential RNA replication by a polymerase ribozyme. Nature Chemistry, 2025, 17(5): 556 - 563. (首次在模拟原始地球条件下的 pH - 冻融循环中实现了 RNA 的无限制指数级扩增，为 RNA 世界假说提供了迄今为止最直接的实验证据。)