1.生命的起源是什么?
在原本寂静的海面上,一个细胞和一粒种子给地球带来了一些新的生命,这些生命日复一日地重复着环境的运动和季节的变化。
虽然它还很小很脆弱,不能对环境产生一些明显的影响,但在漫长的时间里,它一直在不断分裂,腿、触须和尾巴等器官都长了出来,只在浅绿色、结构简单的最初级海洋物种中徘徊。
直到有一天,海洋里长满了植物,一些植物被迫在陆地上扎根。起初,一切都很困难,但一旦他们习惯了干燥稀薄的空气,他们就变得比漂浮在海洋中更健康、更强壮。
哪些初级生物不再将好奇心局限在海洋中,它们进化出爬行的四肢,使陆地上的生活变得得心应手,因此它们浮出了水面。
虽然地面上的生活比海洋中的生活更有趣,但也有更多的危险和挑战,而且它们在不断发展和演变。它变成了我们熟悉的恐龙。在古老的爬行动物中,许多爬行动物,尤其是食草动物,长到30-40英尺是正常的。他们的腿像柱子一样粗。
还有一些轻型爬行动物,它们为了躲避食肉动物的爪子而躲在树顶上,从那时起就一直在洗更高的地方,以免轻易落地。
它们不需要走太多路,只需要在空中跳来跳去,因此它们的前肢已经进化成了类似降落伞的结构。降落伞长出羽毛后,它们成为第一批鸟类。恐龙灭绝后,地球成了另一种生物的世界。虽然爬行动物是它们的祖先,但它们之间有许多不同之处。最大的区别在于出生方式。在大多数情况下,后者在体内孕育下一代,并用母乳喂养幼儿,而不是像爬行动物那样在外界产卵,然后孵化。
与此同时,哺乳动物的脑容量起初与其他生物并无显著差异,但根据地下发现的化石来看,它们的脑容量总体上处于稳步增长的过程中。
当时,密林中生活着一种哺乳动物,它看起来像猴子,但又有些不同。在狩猎过程中,它们的前肢逐渐变得灵活,并进化出像手一样的爪子,后肢也越来越有力。他们知道他们可以只用两只脚站立并保持身体平衡。这是我们最早的祖先。
二、生命的起源是什么?
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而,生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。大约在66亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间的凝集,大约在46亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。接着,冰冷的星云物质释放出大量的引力势能,再转化为动能、热能,致使温度升高,加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用,故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异,重的元素下沉到中心凝聚为地核,较轻的物质构成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间,大约在38亿年前出现原始地壳,这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球,在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中,某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在行星表面的一定条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。至此,生物学的演化开始,直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。宇宙大爆炸,简称大爆炸(英文:Big Bang),是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于300亿年至230亿年前),并经过不断的膨胀与繁衍到达今天的状态。混沌天体中的爆炸,诞生了宇宙,宇宙在某次新生或未曾新生的状态下,其内部爆炸残留物之间互相作用,在形成星球的同时也逐渐形成了星系,其中星系在形成过程中也逐渐形成了N多银河系,其中有一个银河系中有一个太阳系,太阳系中有八大行星,其中有一个就是我们人类现在居住的地球。地球在许久以前是没有生命的,当时的地球离太阳比较远,处在冰河世纪。当随着地球离太阳越来越近,在太阳系中处在了最适合生命萌生的位置,并且地球的构成物质符合生命的萌生要素,在接受到来自宇宙中的外界物质的加盟后,地球开始出现了原始海洋,原始海洋开始在地球这个温床中经过漫长时间孕育了原始生命,最初是植物的生长,植物进化到一定程度后,出现了简单的原始生命,原始生命开始了生命的进化,其中包括逐渐演化形成的史前人类。史前人类比现代人类个头要大许多,外貌也相差许多,智商并不高,只能算是一种动物。那时的地球拥有原始大气,漫长的演化造就了地球上最庞大的生命体------恐龙。恐龙也同样拥有着自己的智慧,它们称霸地球,孕育进化着自己的后代。后来由于地球某些外界因素,包括空气中的氧气逐渐减少,无法维持陆地大型生物的延续,导致恐龙的灭绝。这一时刻正是史前人类崛起繁盛的时刻,没有了大型的天敌生物的肆意虐害,史前人类开始运用头脑智慧,逐渐与自然结合,认识自然,运用自然,史前人类逐渐进化到了原始人状态。原始人进化到人类的关键是学会了运用火和食用盐。现如今,人类已经进化的比较成熟,并且运用人类智慧,对地球进行了改造,对太空进行了研究。
3.生命的起源是什么?
生命的起源是生化起源。
这个过程是地球上的生命在地球温度逐渐下降后,在极其漫长的时间内,通过极其复杂的化学过程,由非生命物质一步步演化而来。
生物可以随时由非生物产生,也可以由其他完全不同的物体产生。比如中国古代所谓的“肉腐生虫,鱼枯生蛾”。
在中世纪,一些人认为树叶掉进水里会变成鱼,而当它们落到地上时会变成鸟。自然发生理论是19世纪以前广泛流行的理论,该理论认为生命是从无生命物质中自然发生的。例如,在中国古代,人们认为“腐烂的草变成了萤火虫”(即萤火虫是由腐烂的草堆产生的),腐肉生了蛆。
阶段:【/br/]
第一阶段,由无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学演化过程是在原始地球条件下进行的。需要强调的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个装满水溶液的烧瓶代表原始海洋,其上部球形空室包含氢气、氨气、甲烷和水蒸气等“还原气氛”。
在第二阶段,生物大分子由有机小分子生成。这一过程发生在原始海洋中,即氨基酸和核苷酸等有机小分子经过长期积累和相互作用,在适当条件下(如吸附粘土)通过缩合或聚合形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
在第三阶段,由生物大分子形成多分子系统。这个过程是如何形成的?前苏联学者奥柏林提出了总量假说。他通过实验表明,当将蛋白质、多肽、核酸和多糖放入合适的溶液中时,它们可以自动浓缩并聚集成分散的球形液滴,这些液滴就是聚集体。奥伯林等人认为,聚集体可以显示合成、分解、生长和繁殖等生命现象。
生命的起源是什么?
生命的起源 地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。经过了一段漫长的化学演化,就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源(如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等)的作用下,合成有机分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等)。这些有机分子进一步合成,变成生物单体(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。如蛋白质、多糖、核酸等。这一段过程叫做化学演化。蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。从此,地球上就开始有生命了。生命与非生命物质的最基本区别是:它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质,排放出自己生活过程中不需要的物质。这种过程叫做新陈代谢,这是第一个区别。第二个区别是能繁殖后代。任何有生命的个体,不管他们的繁殖形式有如何的不同,他们都具有繁殖新个体的本领。第三个区别是有遗传的能力。能把上一代生命个体的特性传递给下一代,使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。这个大致相同的现象最有意义,最值得我们注意。因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点,这种与上一代不一样的特点叫变异。这种变异的特性如果能够适应环境而生存,它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。生物体不断地变异,不断地遗传,年长月久,周而复始,具有新特征的新个体也就不断地出现,使生物体不断地由简单变复杂,构成了生物体的系统演化。 地球上早期生命的形态与特性。地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,我们叫它为原核生物。它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二,而且里面的细胞核也要一分为二。真核生物(那时还没有动物,可以说实际上也只是真核植物)大约出现在20亿年前。性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件,因为性别促进了生物的优生,加速生物向更复杂的方向发展。因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工,植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能,成了固着的器官,也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化,不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。由此可见,细胞核和性别出现以后,大大地加速了生物本身形态和功能的发展。 生命的起源 关于生命起源的问题,很早就有各种不同的解释。近几十年来,人们根据现代自然科学的新成 就,对于生命起源的问题进行了综合研究,取得了很大的进展。 根据科学的推算,地球从诞生到现在,大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的,地球上的一切元素都呈气体状态,那时候是绝对不会有生命存在的。最初的生命是在地球温度下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。目前,这种关于生命起源是通过化学进化过程的说法已经为广大学者所承认,并认为这个化学进化过程可以分为下列四个阶段。 从无机小分子物质生成有机小分子物质 根据推测,生命起源的化学进化过程是在原始地球条件下开始进行的。当时,地球表面温度已经降低,但内部温度仍然很高,火山活动极为频繁,从火山内部喷出的气体,形成了原始大气(下图)。一般认为,原始大气的主要成分有甲烷(CH4)、氨 原始地球的想象图 (左)原始大气(右)有机物形成 (NH3)、水蒸气(H2O)、氢(H2),此外还有硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。这些气体在大自然不断产生的宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、单糖等一系列比较简单的有机小分子物质。后来,地球的温度进一步降低,这些有机小分子物质又随着雨水,流经湖泊和河流,最后汇集在原始海洋中。 关于这方面的推测,已经得到了科学实验的证实。1935年,美国学者米勒等人,设计了一套密闭装置(下图)。他们将装置内的空气抽出,然后模拟原始地球上的大气成分,通入甲烷、氨、氢、水 米勒实验的装置 蒸气等气体,并模拟原始地球条件下的闪电,连续进行火花放电。在U型管内检验出有氨基酸生成。氨基酸是组成蛋白质的基本单位,因此,探索氨基酸在地球上的产生是有重要意义的。 还有一些学者模拟原始地球的大气成分,在实验室里制成了另一些有机物,如嘌识、嘧啶、核糖,脱氧核糖,脂肪酸等。这些研究表明:在生命的起源中,从无机物合成有机物的化学过程,是完全可能的。 从有机小分子物质形成的有机高分子物质 蛋白质、核酸等有机高分子物质,是怎样在原始地球条件下形成的呢?有些学者认为,在原始海洋中,氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如吸附在粘土上),通过缩合作用或聚合作用,就形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。 现在,已经有人模拟原始地球的条件,制造出了类似蛋白质和核酸的物质。虽然这些物质与现在的蛋白质和核酸相比,还有一定差别 ,并且原始地球上的蛋白质和核酸的形成过程是否如此,还不能肯定,但是,这已经为人们研究生命的起源提供了一些线索;在原始地球条件下,产生这些有机高分子的物质是可能的。 从有机高分子物质组成多分子体系 根据推测,蛋白质和核酸等有机高分子物质,在海洋里越积越多,浓度不断增加,由于种种原因(如水分的蒸发,粘土的吸附作用),这些有机高分子物质经过浓缩而分离出来,它们相互作用,凝聚成小滴。这些小滴漂浮在原始海洋中,外面包有最原始的界膜,与周围的原始海洋环境分隔开,从而构成一个独立的体系,即多分子体系。这种多分子体系已经能够与外界环境进行原始的物质交换活动了。 从多分子体系演变为原始生命 从多分子体系演变为原始生命,过是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段,它直接涉及到原始生命的发生。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。不过,我们可以推测,有些多分子体系经过长期不断地演变,特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用,终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命。以后,由生命起源的化学进化阶段进入到生命出现之后的生物进化阶段。 关于生命起源的化学进化过程的研究,虽然进行了大量的模拟实验,但是绝大多数实验只是集中在第一阶段,有些阶段还仅仅限于假说和推测。因此,在对于生命起源,问题还必须继续进行研究和探讨。 蛋白质和核酸是生物体内最重要的物质。没有蛋白质和核酸,就没有生命。1965年,我国科学工作者人工合成了结晶牛胰岛素(一种含有51个氨基酸的蛋白质)。1981年,我国科学工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸(核糖核酸的一种)。这些工作反映了我国在探索生命起源问题上的重大成就。
