生命是如何演化的 生命是怎樣誕生的
生命的演化
早期的地球是一個沒有生命的世界，經(jīng)過漫長的演化，逐漸產(chǎn)生了有助于生命物質(zhì)誕生的環(huán)境。在太陽輻射和其他條件下，經(jīng)過長期的進(jìn)化過程，終于緩慢演變出原始生物。
原始海洋中藻類的光合作用，釋放出氧氣，逐步形成了臭氧層。臭氧層吸收了致命的紫外輻射，從而創(chuàng)造了生物有海洋登上陸地，向更高級生命形式進(jìn)化的條件，、。如果地球上空沒有出現(xiàn)一層厚厚的大氣的話，那么生命或許仍然停留在非常原始的階段。
7億年前，海洋里出現(xiàn)了低等植物和低等動物。有些海生植物被沖到巖石上，并在那里生存了下來。迄今發(fā)現(xiàn)的最原始的陸上植物---頂囊蕨，約生存在4.5億年以前。越來越多的植物在高低不平的地面上生長，跟著出現(xiàn)了動物。魚類逐漸演變成了兩棲動物，鰭像腿一樣幫助它們爬過被海水沖刷的沼澤地，魚鰓后來也發(fā)展成為肺，能呼吸氧氣，青蛙.蛤蟆是它們的后裔。
距今約在3. 5億年以前，生物開始大規(guī)模地想陸地移居。在整個地球表面上遍布了生有綠葉的新型植物，進(jìn)行光和作用和呼吸作用。大氣中的氧氣，有3/4是有植物的光和作用產(chǎn)生的。接著爬行類動物登場了，恐龍是這個時代橫行海陸空繁榮霸主。
7000萬年前，地面又發(fā)生了翻天覆地的變化。沼澤干涸，山脈隆起，寒冷干燥的空氣橫掃大地，多汁的羊齒植物逐漸枯死，不可一世的恐龍適應(yīng)不了環(huán)境的巨變，終于滅絕了。現(xiàn)在只能在博物館里看到它們的化石。
哺乳類動物繼承了這座江山。其中的一支作為人類遠(yuǎn)祖的靈長類，就是在6000萬年前出現(xiàn)的。從這些早期的靈長類，發(fā)展出猿.猴，還有人。
人類的起源可推溯到300萬年前，當(dāng)然它們不是現(xiàn)代的人，而是猿人。40萬年前，在北京周口店附近，就生活著一群北京猿人。在生存斗爭中，他們逐漸學(xué)會了根據(jù)自己的意圖制造并使用簡單的工具。
細(xì)想一下，只有人類不受自己身體的限制，人沒有翅膀，可以飛得比鷹更高；沒有鰭，可以在水面航行；沒有厚軟的柔毛，可以到冰天雪地的南北極探險；沒有銳利的牙齒和爪子，可以對付任何兇猛的野獸。人所以這樣堅強(qiáng)有力，就因為人能夠制造工具，使用工具。此外，人類具有完全直立的姿勢，解放了雙手，復(fù)雜而有音節(jié)的語言以及特別發(fā)達(dá).善于思維的大腦。人從一般的生物中脫穎而出，躍居生物世界的“出宰”地位。
在人類出現(xiàn)之前，各種動物的生死存亡，嗾使有自然環(huán)境的變化決定的。這就是達(dá)爾文在環(huán)球航行中發(fā)現(xiàn)的自然旋擇的規(guī)律：生物如果能國適應(yīng)大自然的變化，就能過生存下來，得到發(fā)展，否則，就回死亡、滅絕。然而，生物進(jìn)化是一個十分漫長的進(jìn)程，有低級到高級，有簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，永無止境。動物如此，植物也是如此。
生命究竟從哪里來，一直是個永恒的話題。迄今為止，地球的年齡已經(jīng)有46億年。
而從地球早期生命的化石記錄來看，最早的生命殘留物可能是保存在格陵蘭距今約38億年的石英巖中的有機(jī)碳顆粒，而最早的并可與現(xiàn)代生物進(jìn)行形態(tài)對比的化石是保存在距今約35億年的澳大利亞太古代硅質(zhì)疊層石中的單細(xì)胞原核生物化石。
這些簡單的生命經(jīng)過近15億年的演化，大約在20億年前的中元古代出現(xiàn)了真核單細(xì)胞生物。生命進(jìn)化歷程進(jìn)入新元古代（即10億年至5．4億年前），幾個標(biāo)志性的重要生物進(jìn)化事件發(fā)生了：由單細(xì)胞向多細(xì)胞、微體向宏體發(fā)展；后生動、植物的起源和分野，性分化的出現(xiàn)；部分動物和植物的控制礦化 （或骨骼化）機(jī)制的形成；生物多樣化及生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步完善等。甕安生物群（約6億年前）正處于這一重要歷史時期，那時，動物已經(jīng)初露頭角。這一時期雪球世界結(jié)束后，整個生態(tài)環(huán)境都發(fā)生了變化，上升洋流帶來了很多營養(yǎng)，成為動物復(fù)蘇的前提，所以在寒武紀(jì)大爆發(fā)之前還存在著許多“長不大”的多細(xì)胞動物，甚至包括動物。
隨后，地球進(jìn)入了寒武紀(jì)。寒武紀(jì)開始后數(shù)百萬年的 “漫長”歲月里，生物機(jī)體的形體造型發(fā)生了多種多樣的創(chuàng)新性變革，且在多種生態(tài)環(huán)境中產(chǎn)生了許多新的棲息地和適應(yīng)帶。這些全新的生物造型和適應(yīng)范圍鋪墊了“寒武紀(jì)海洋無脊椎動物爆發(fā)式大輻射”。被國際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一”便是產(chǎn)自我國云南東部的“澄江動物群”，富含了大量軟軀體保存的、栩栩如生的精美化石，揭開了早寒武紀(jì)后生動物爆發(fā)式大輻射的面紗。
寒武紀(jì)爆發(fā)式大輻射后，地球地質(zhì)上還爆發(fā)過多次重大的全球性生物輻射事件，其中首先是“奧陶紀(jì)大輻射”或“大分異”事件。從某種意義上來說，它也是一次海洋演化動物群的大更替，即以三葉蟲及磷酸鹽質(zhì)殼腕足動物為主的 “寒武紀(jì)演化動物群”的衰退和以鈣質(zhì)殼腕足動物、苔蘚蟲、海百合、四射珊瑚等占優(yōu)勢的“古生代演化動物群”的崛起和繁衍。
熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下的事實：
（1）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似；
（2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。
由此，部分學(xué)者認(rèn)為，熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態(tài)系統(tǒng)是孕育生命的理想場所。但另一些學(xué)者認(rèn)為，生命可能是從地球表面產(chǎn)生，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以后的撞擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來并繁衍后代。因此，這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現(xiàn)的，但卻是現(xiàn)存所有生物的共同祖先。
神秘的生命起源
從古至今，有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創(chuàng)世說，中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀(jì)，伴隨著達(dá)爾文《物種起源》一書的問世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進(jìn)化論。生命起源的化學(xué)進(jìn)化論首先在1953年首先得到了一位美國的學(xué)者米勒的證實，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進(jìn)一步演化成蛋白質(zhì)和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進(jìn)化的過程。
地球上的生命也許就產(chǎn)生在距今38億年到40億年之間，但是我們應(yīng)該清醒的明白，我們距離揭開生命起源這一亙古之謎，還有一段遙遠(yuǎn)的科學(xué)歷程。從無機(jī)物到有機(jī)物，到有機(jī)化合物到有機(jī)生命體的演化，同時還具有很多的偶然性，并不是有這種環(huán)境，有這種形成條件，它就能產(chǎn)生生命。有人曾經(jīng)比喻說，這些無機(jī)物好像一個垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個單細(xì)胞，就像一輛精美的奔馳車，在一陣臺風(fēng)過后，這些垃圾組裝成了一個奔馳車。因此我們可以想象，這個生命起源的過程是非常非常地艱難。因此，也許我們在這個藍(lán)色的星球，是生命的惟一的樂園，因此請保護(hù)我們的地球，珍惜地球上的生命，我們不能奢望地球上第二次的生命起源。
生命起源是一個亙古未解之謎，地球上的生命產(chǎn)生于何時何地？是怎樣產(chǎn)生的？千百年來，人們在破解這一謎底之時，遇到了不少陷阱，同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代，老子在《道德經(jīng)》里寫到，道生一，一生二，二生三，三生萬物。用現(xiàn)在的話說，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，用今天的話說，可能就是由無機(jī)界所形成。
生命的起源應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子的起源。因而，生命的起源過程應(yīng)當(dāng)從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”產(chǎn)生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構(gòu)成生命的主要元素談起。
大約在66億年前，銀河系內(nèi)發(fā)生過一次大爆炸，其碎片和散漫物質(zhì)經(jīng)過長時間的凝集，大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46 億年前形成了。接著，冰冷的星云物質(zhì)釋放出大量的引力勢能，再轉(zhuǎn)化為動能、熱能，致使溫度升高，加上地球內(nèi)部元素的放射性熱能也發(fā)生增溫作用，故初期的地球呈熔融狀態(tài)。高溫的地球在旋轉(zhuǎn)過程中其中的物質(zhì)發(fā)生分異，重的元素下沉到中心凝聚為地核，較輕的物質(zhì)構(gòu)成地幔和地殼，逐漸出現(xiàn)了圈層結(jié)構(gòu)。這個過程經(jīng)過了漫長的時間，大約在38億年前出現(xiàn)原始地殼，這個時間與多數(shù)月球表面的巖石年齡一致。
生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關(guān)的。生命的構(gòu)成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”后元素的演化。資料表明前生物階段的化學(xué)演化并不局限于地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學(xué)演化的產(chǎn)物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星際塵埃或凝聚的星云中，接著在行星表面的一定條件下產(chǎn)生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統(tǒng)，即具有原始細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命。至此，生物學(xué)的演化開始，直到今天地球上產(chǎn)生了無數(shù)復(fù)雜的生命形式。
38億年前，地球上形成了穩(wěn)定的陸塊，各種證據(jù)表明液態(tài)的水圈是熱的，甚至是沸騰的。現(xiàn)生的一些極端嗜熱的古細(xì)菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學(xué)無機(jī)自養(yǎng)。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據(jù)。
原始地殼的出現(xiàn)，標(biāo)志著地球由天文行星時代進(jìn)入地質(zhì)發(fā)展時代，具有原始細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內(nèi)尚無較多的生物出現(xiàn)，一直到距今5.4億年前的寒武紀(jì)，帶殼的后生動物才大量出現(xiàn)，故把寒武紀(jì)以后的地質(zhì)時代稱為顯生宙。
在中世紀(jì)的西方，《圣經(jīng)》上描繪的上帝，在七天之內(nèi)造就萬物之說，也是非常流行。今天看來，生命起源并不像這些古老傳說，或神話描繪的那樣，但表明了人類長期以來，對生命起源之謎傾注了極大地?zé)崆楹完P(guān)注。但生命起源應(yīng)該是怎樣發(fā)生的？科學(xué)又是怎樣對這一千古之謎進(jìn)行探索的？我們已經(jīng)取得了哪些進(jìn)展？還有哪些問題沒有解決？
首先，生命起源之說，第一個謎是生命的時間，起源的時間問題。在中世紀(jì)的西方，人們對《圣經(jīng)》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位愛爾蘭大主教根據(jù)圣經(jīng)上所描述的，計算出上帝創(chuàng)世的確切時間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創(chuàng)世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23 號上午九點鐘。也就是說，生命起源距今的話，是六千年前，這當(dāng)然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科學(xué)的回答，科學(xué)是怎么回答這個生命起源的時間呢？那就是說用化石，是保存在巖石中的化石來回答。我們知道，生物死亡后，它們的遺跡在適當(dāng)?shù)臈l件下，就保存在巖石之中，我們把它們稱作化石。地質(zhì)歷史中形成的巖層，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些巖石之中，年代越久遠(yuǎn)的生物化石，就保存在巖層的最底層。
迄今為止，我們發(fā)現(xiàn)了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的巖石，這些化石類似于現(xiàn)在的藍(lán)藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小只有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚于三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數(shù)據(jù)我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。今天，隨著科學(xué)的發(fā)展，地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當(dāng)時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早于40億年。另外，在格陵蘭的 38.5億年的巖石中發(fā)現(xiàn)了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機(jī)碳，一個有機(jī)碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據(jù)這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學(xué)家根據(jù)碳的同位素分析，推測這些碳它是有機(jī)碳，是來源于生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之后，一直到現(xiàn)在45億年，就是生生不息的生命演化史。
好，首先我們現(xiàn)在已經(jīng)有了生命起源的時間概念，是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的？它在什么地方起源的？這樣我們不得不回顧一些有關(guān)生命起源的假說。
第一個是創(chuàng)世說，在《舊約全書》的第一章寫到，上帝在七天之內(nèi)創(chuàng)造了世間之萬物，在中世紀(jì)的西方大家普遍接受這個觀念，可以說一直到現(xiàn)在，這種觀念還被很多人接受，當(dāng)然這也不是真的。第二個呢，是自生論，比如說希臘人認(rèn)為，昆蟲生于土壤，春天萬象更新，種子從泥土里萌發(fā)，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源，而是生命的延續(xù)，可以說這個自生論，現(xiàn)在已經(jīng)被徹底拋棄了。與這個類似的說法，還有比如說埃及人認(rèn)為生命來自于尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。
第三個有關(guān)生命起源的假說，就是有生源論，這個在19世紀(jì)的西方也相當(dāng)?shù)亓餍校猩凑撜J(rèn)為，生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪里來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎么起源的？物質(zhì)怎么來的？你給我回答了物質(zhì)是怎么來的，生命我就可以說是從哪兒來的，其實這是一個不可知論。在20世紀(jì)的后半葉，有生源論逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的宇宙胚種論，直到現(xiàn)在，有許多科學(xué)家認(rèn)為，生命必須的酶，像蛋白質(zhì)，和遺傳物質(zhì)的形成，需要數(shù)億年的時間，在地球早期并沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年，因此他們認(rèn)為生命一定是以孢子或者其他生命的形式，從宇宙的某個地方來到了地球，這種觀念也是有一定的依據(jù)的。
二十世紀(jì)四十年代以來，人類用天體物理的手段，在地球之外探測了近百種有機(jī)分子，像甲醛，氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關(guān)，它可能給地球帶來生命或者有機(jī)分子，一個是彗星，一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機(jī)分子，比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態(tài)的水，還有氨基酸，鐵類，乙醇、嘌呤、嘧啶等有機(jī)化合物，生命有可能在彗星上產(chǎn)生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時，由這些有機(jī)分子經(jīng)過一系列的合成而產(chǎn)生新的生命。當(dāng)然這種胚種論也存在著不同的觀念，它有兩種致命的弱點，一個是生命是否能在宇宙中進(jìn)行長期的遷移？還能不能夠存活？我們知道天體之間的距離是以光年為計算的，天體之間交流可能需要成千上萬年，從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空里面，暴露在這種大量的宇宙射線之中，活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續(xù)萌發(fā)呢？這是一個最大的問題，第二個從無機(jī)分子到有機(jī)化合物的過程，這種過程，比如說彗星上我們看到有機(jī)小分子形成，在地球上也能夠形成，這是不用置疑的。
1859年，伴隨著達(dá)爾文《物種起源》一書的問世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進(jìn)化論。生命起源的化學(xué)進(jìn)化論首先在1953年首先得到了一位美國的學(xué)者米勒的證實，既然你說地球早期溫度都是比較高，又充滿了很多還原性氣體，還有水，那么我就把這些氣體，把水放在一個瓶子里面，看看它是不能產(chǎn)生生命，或者產(chǎn)生有機(jī)化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣，還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子里面，在瓶子里面兩頭插上金屬棒，完了通上電源，通過這個類似于閃電的作用，確實在幾天之后產(chǎn)生了大量的氨基酸。那么就是說在地球上面，在閃電下，在常溫下，也能成為無機(jī)分子，合成有機(jī)分子。我們知道，你氨基酸的話，是組成蛋白質(zhì)的最重要的物質(zhì)，可以說，組成生命起源最重要的物質(zhì)。因此，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進(jìn)一步演化成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)和其他的多糖類，以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進(jìn)化的過程。
但是這種溫暖水池說，也遇到一些問題，其中有兩個問題，第一個問題是現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，地球早期大氣圈它并不是含有大量的還原性氣體，它是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下，你并不能形成大量的氨基酸。第二個，溫暖的水池在地球早期并不能長期形成，為什么呢？因為當(dāng)時地球早期，剛才說過它有大量的隕石、流星，還加上地球本身的放射性，溫度很高，你這個溫暖水池一旦生命產(chǎn)生了，一個隕星過來，溫度在瞬間之內(nèi)可能達(dá)到上千度、甚至幾千度，生命已經(jīng)絕滅了，只能再來一次生命的起源。但是我們現(xiàn)在就這么想，現(xiàn)今的地球上是不是有溫度比較高，還有還原性氣體，還有生物存在呢？那么，有兩件工作可以說具有劃時代的意義，一個是1967年美國學(xué)者布萊克，在黃石公園的熱泉中發(fā)現(xiàn)了大量嗜熱生物，我們知道蛋白質(zhì)一般的話超過六十度，就會凝固的，煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上還能夠生活呢？在以前是不敢想的。
第二個就是1977年克里斯，他在太平洋底的熱泉中，同樣也發(fā)現(xiàn)了大量的嗜熱微生物，這個溫度它要更高，它可能達(dá)到二百到三百度。它壓力呢，也有二百到三百個大氣壓，它的環(huán)境是什么樣子呢？它確實有大量的還原氣體，有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳，這個環(huán)境確實非常類似于四十億年前早期地球的環(huán)境，那么生命起源它是不是就在這個時候產(chǎn)生的呢？這是我們現(xiàn)在看到的情況，但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發(fā)現(xiàn)的微生物呢？確實有，我們在這方面，我們在化石方面也取得了非常重要的進(jìn)展，比如說在2000年，羅斯瑪森，澳大利亞的一個科學(xué)家，他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積里面發(fā)現(xiàn)了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前，生命在熱泉的附近已經(jīng)大量生存，那么這是現(xiàn)在最新的，最流行的，也可以說迄今為止最科學(xué)的有關(guān)生命起源的假說，就是生命起源于熱泉，或者海底熱泉，俗稱“黑煙囪”的附近。
海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體，除了二氧化碳以外，還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物，比如說藍(lán)藻、光合細(xì)菌、硫細(xì)菌，特別是一類古細(xì)菌，在高溫下異常地繁盛，它在超過一百度的時候大量繁盛，而離開了這樣的環(huán)境，比如溫度一降下來，它馬上就進(jìn)行休眠，而且并不能正常的生活，那么這些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的時候，這種原始的生命形式呢？
第一個早期地球溫度都很高，產(chǎn)生的最早生命形式，應(yīng)該是一些能適應(yīng)高溫的生物，而熱泉中，生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個，熱泉的環(huán)境與早期的地球環(huán)境有很多類似之處，比如說它有高溫，還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣，還有硫化氫等等。第三個，在高溫的熱水環(huán)境的話，它是有利于小分子的有機(jī)化合物脫水，聚合成有機(jī)高分子，比如說現(xiàn)在我們用有機(jī)小分子氨基酸合成蛋白質(zhì)的話，它就是在熱水中，通過這個熱聚合反應(yīng)，脫水以后形成這樣的高分子，特別是在這種熱水口附近的話，形成了黃鐵礦，俗稱“愚人金”。它是由硫和鐵組成的，在它的表面的話，它非常有利于高分子的合成，因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據(jù)是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度，和水化學(xué)鑒別的梯度，這個梯度的話，也是有利于各種化學(xué)的連續(xù)反映，我們知道熱泉口它噴出來的時候，它的溫度可能到達(dá)二百度到三百度，特別是在海底洋中脊附近，而海水的溫度的話，這種海底的溫度一般在0到4度，這樣的話，從三百度，一直到四百度，它有一個溫度梯度，這種溫度梯度的話，對有機(jī)化合物合成的話，可以說存在一個連續(xù)的反映。第五個也是最重要的一點，就是現(xiàn)在熱泉中的生物的話，它確實是生物演化速度的最根部的類型，也就是說它的基因是最古老的類型。
現(xiàn)代生物學(xué)家，他通過生物分子學(xué)的研究，他把熱泉中的一些嗜熱古細(xì)菌，跟現(xiàn)在的普通細(xì)菌進(jìn)行了基因的對比，發(fā)現(xiàn)它們基因的相同點，不超過60％。那么就是說這些古細(xì)菌它們含有非常多的古老的基因，也就是說，它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應(yīng)該說，生命起源我們研究生命起源它最好的證據(jù)，還是在地球上，40億年到38億年間的巖石和化石所包含的信息。但是，經(jīng)過40億年的變化，地球已經(jīng)面目全非，現(xiàn)在的地球即使你有40億年到38億年的巖石，它也進(jìn)入了大量的變種，信息也幾乎全無。
因此我們把目光不要局限在只是在地球上，如果說生命是宇宙之中一個普遍的現(xiàn)象的話，除了地球之外的其他天體上，是否也有類似于地球早期的這樣的環(huán)境呢？如果有的話，也許能為研究生命起源打開新的窗戶，我們第一個目標(biāo)是什么地方呢？不是火星是月球，現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，月球是40億年前，一顆大的行星撞擊地球，而從地球上迸發(fā)出去。形成了當(dāng)今的月球，這個時間正好是40億年，如果地球上有生命起源的話，我們在月球上看看，那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法，月球上有月桂、有月兔，還有浪漫的愛情故事，但是二十世紀(jì)六十年代到七十年代，隨著前蘇聯(lián)和美國的宇航員登陸的成功，這個神話徹底破滅了，月球其實是一個沒有生命，沒有水，沒有氧氣，不適合生命生存的荒漠的星體。
那么我們第二個目標(biāo)是什么呢？第二個目標(biāo)是火星，因為火星也許在40億年以前，有著跟地球類似的經(jīng)歷，火星的物質(zhì)成分跟地球非常近似，它的軌道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢？我們到火星上去干什么呢？我們尋找生命起源，要從哪幾點入手呢？一般來說是三點，第一個在火星上尋找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的話，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也許來自火星，或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態(tài)水，因為我們知道，水是萬物之源，水是生命之源。現(xiàn)在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態(tài)水也是非常重要的一個指標(biāo)。第三個尋找與生命有關(guān)的化合物，如果我們現(xiàn)在沒有活的生物的話，過去有沒有呢？過去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在這些巖石之中呢？所以我們到火星上尋找生命，抱著三個目的。
1957年美國的海盜號航天器發(fā)回到地球的信息時，火星上沒有生命，沒有液態(tài)水的存在，它是一個荒蕪干渴的紅色的星球。但是人類并沒有氣餒，20 世紀(jì)90年代，美國宇航局加大了對火星的探測力度，通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠(yuǎn)鏡得到的圖片，和其他的有關(guān)天體物理的信息資料顯示，火星上過去很可能有過液態(tài)水的存在。一些航天資料顯示，火星上有類似于像我們發(fā)生大洪水山前的沖積扇的構(gòu)造，還有水、河道、像地球上干涸的河床的河道，還有水侵蝕巖石的痕跡。另外還有非常特別的一點，在火星的兩極，發(fā)現(xiàn)了類似于地球上凍土解凍的情況，這是我們的航天資料。
但是我們?nèi)绻袃x器，帶上儀器帶上人，在火星上去進(jìn)行探索，或者獲得一塊石頭，進(jìn)行分析一下，這些事情不是一目了然了嗎？所以在1999年初，美國呢，發(fā)射了一個火星極地著陸器，它帶著了精密的分析儀器，準(zhǔn)備在火星的極地進(jìn)行仔細(xì)地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望這些儀器能夠得到有關(guān)火星上是否有水的直接的信息的話，但就在進(jìn)入火星的大氣層中，跟地球上失去了聯(lián)系。
那么我們對火星的研究，那就束手無策了嗎？現(xiàn)在至少在現(xiàn)階段并不是，我們有來自火星上的隕石，非常幸運(yùn)，在1984年，人們在南極的冰蓋上面，發(fā)現(xiàn)了一顆隕石，這個隕石拿回來以后呢，對它進(jìn)行它的元素和做氣體化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)這個隕石呢，它的氣體它的同位素，跟火星上非常類似。所以他們認(rèn)為這個隕石是來自火星，這個隕石是在一萬年前，掉在冰蓋上，南極的冰蓋上。
樓下的我都看了 寫的真好 不過可能是轉(zhuǎn)載的，這樣是 轉(zhuǎn)載復(fù)制 非常泛濫 也不好呀
杭詠18055885350： 生命起源是怎樣產(chǎn)生的呢?
南芬區(qū)縱向： ______ 生命起源是一個亙古未解之謎,地球上的生命產(chǎn)生于何時何地?是怎樣產(chǎn)生的?千百年來,人們在破解這一謎底之時,遇到了不少陷阱,同時也見到了前所未有的光明.在兩千五百年前的春秋時代,老子在《道德經(jīng)》里寫到,道生一,一生二,二生三,三生萬物.用現(xiàn)在的話說,就是地球上的生命是由少到多,第二章生命#慢慢演化而來.它們有一個共同的祖先,這個祖先就是一,而這 個一是由天地而生,用今天的話說,可能就是由無機(jī)界所形成.
杭詠18055885350： 生命是怎樣形成的? -
南芬區(qū)縱向： ______ 生命的起源 地球在宇宙中形成以后,開始是沒有生命的.經(jīng)過了一段漫長的化學(xué)演化,就是說大氣中的有機(jī)元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源(如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發(fā)等等)的作用下,合成有機(jī)分子(如甲烷、二氧...
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杭詠18055885350： 生命是如何形成的 -
南芬區(qū)縱向： ______ 命的起源 地球在宇宙中形成以后,開始是沒有生命的.經(jīng)過了一段漫長的化學(xué)演化,就是說大氣中的有機(jī)元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源(如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發(fā)等等)的作用下,合成有機(jī)分子(如甲烷、二氧化...
杭詠18055885350： 生命是怎么來的 -
南芬區(qū)縱向： ______ 簡單的說,地球生物進(jìn)化從生命形成到最高級的人類的全過程就是: 有機(jī)物--類病毒類無細(xì)胞核生物--有細(xì)胞核生物--細(xì)菌類單細(xì)胞生物--單細(xì)胞生物細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)葉綠體--多細(xì)胞生物--植物(由低等到高等)--眼蟲類既是植物有是動物類--動物-無脊...
杭詠18055885350： 生命的起源是怎么行成的?
南芬區(qū)縱向： ______ 生命的起源應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子的起源.因而,生命的起源過程應(yīng)當(dāng)從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”產(chǎn)生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構(gòu)成生命的主要元素談起. 大約在66億年前,銀河系內(nèi)發(fā)生過一次大爆炸,其碎...
杭詠18055885350： 生命是怎么產(chǎn)生的? -
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杭詠18055885350： 生命是怎么產(chǎn)生的?
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杭詠18055885350： 人的生命是怎么形成的 -
南芬區(qū)縱向： ______ 最直接最科學(xué)來講人的生命是精子卵子結(jié)合為受精卵,然后在母體子宮里著床,繁育成人形后降生到這個世界. 從學(xué)術(shù)方面來講就比較啰嗦繁瑣.科學(xué)家們認(rèn)為生命起源的第一步是:能自我復(fù)制的化學(xué)物質(zhì)———后來發(fā)展為DNA———被一種...
杭詠18055885350： 生命怎樣產(chǎn)生的? -
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早期的地球是一個沒有生命的世界，經(jīng)過漫長的演化，逐漸產(chǎn)生了有助于生命物質(zhì)誕生的環(huán)境。在太陽輻射和其他條件下，經(jīng)過長期的進(jìn)化過程，終于緩慢演變出原始生物。
原始海洋中藻類的光合作用，釋放出氧氣，逐步形成了臭氧層。臭氧層吸收了致命的紫外輻射，從而創(chuàng)造了生物有海洋登上陸地，向更高級生命形式進(jìn)化的條件，、。如果地球上空沒有出現(xiàn)一層厚厚的大氣的話，那么生命或許仍然停留在非常原始的階段。
7億年前，海洋里出現(xiàn)了低等植物和低等動物。有些海生植物被沖到巖石上，并在那里生存了下來。迄今發(fā)現(xiàn)的最原始的陸上植物---頂囊蕨，約生存在4.5億年以前。越來越多的植物在高低不平的地面上生長，跟著出現(xiàn)了動物。魚類逐漸演變成了兩棲動物，鰭像腿一樣幫助它們爬過被海水沖刷的沼澤地，魚鰓后來也發(fā)展成為肺，能呼吸氧氣，青蛙.蛤蟆是它們的后裔。
距今約在3. 5億年以前，生物開始大規(guī)模地想陸地移居。在整個地球表面上遍布了生有綠葉的新型植物，進(jìn)行光和作用和呼吸作用。大氣中的氧氣，有3/4是有植物的光和作用產(chǎn)生的。接著爬行類動物登場了，恐龍是這個時代橫行海陸空繁榮霸主。
7000萬年前，地面又發(fā)生了翻天覆地的變化。沼澤干涸，山脈隆起，寒冷干燥的空氣橫掃大地，多汁的羊齒植物逐漸枯死，不可一世的恐龍適應(yīng)不了環(huán)境的巨變，終于滅絕了。現(xiàn)在只能在博物館里看到它們的化石。
哺乳類動物繼承了這座江山。其中的一支作為人類遠(yuǎn)祖的靈長類，就是在6000萬年前出現(xiàn)的。從這些早期的靈長類，發(fā)展出猿.猴，還有人。
人類的起源可推溯到300萬年前，當(dāng)然它們不是現(xiàn)代的人，而是猿人。40萬年前，在北京周口店附近，就生活著一群北京猿人。在生存斗爭中，他們逐漸學(xué)會了根據(jù)自己的意圖制造并使用簡單的工具。
細(xì)想一下，只有人類不受自己身體的限制，人沒有翅膀，可以飛得比鷹更高；沒有鰭，可以在水面航行；沒有厚軟的柔毛，可以到冰天雪地的南北極探險；沒有銳利的牙齒和爪子，可以對付任何兇猛的野獸。人所以這樣堅強(qiáng)有力，就因為人能夠制造工具，使用工具。此外，人類具有完全直立的姿勢，解放了雙手，復(fù)雜而有音節(jié)的語言以及特別發(fā)達(dá).善于思維的大腦。人從一般的生物中脫穎而出，躍居生物世界的“出宰”地位。
在人類出現(xiàn)之前，各種動物的生死存亡，嗾使有自然環(huán)境的變化決定的。這就是達(dá)爾文在環(huán)球航行中發(fā)現(xiàn)的自然旋擇的規(guī)律：生物如果能國適應(yīng)大自然的變化，就能過生存下來，得到發(fā)展，否則，就回死亡、滅絕。然而，生物進(jìn)化是一個十分漫長的進(jìn)程，有低級到高級，有簡單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)，永無止境。動物如此，植物也是如此。
生命究竟從哪里來，一直是個永恒的話題。迄今為止，地球的年齡已經(jīng)有46億年。
而從地球早期生命的化石記錄來看，最早的生命殘留物可能是保存在格陵蘭距今約38億年的石英巖中的有機(jī)碳顆粒，而最早的并可與現(xiàn)代生物進(jìn)行形態(tài)對比的化石是保存在距今約35億年的澳大利亞太古代硅質(zhì)疊層石中的單細(xì)胞原核生物化石。
這些簡單的生命經(jīng)過近15億年的演化，大約在20億年前的中元古代出現(xiàn)了真核單細(xì)胞生物。生命進(jìn)化歷程進(jìn)入新元古代（即10億年至5．4億年前），幾個標(biāo)志性的重要生物進(jìn)化事件發(fā)生了：由單細(xì)胞向多細(xì)胞、微體向宏體發(fā)展；后生動、植物的起源和分野，性分化的出現(xiàn)；部分動物和植物的控制礦化 （或骨骼化）機(jī)制的形成；生物多樣化及生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步完善等。甕安生物群（約6億年前）正處于這一重要歷史時期，那時，動物已經(jīng)初露頭角。這一時期雪球世界結(jié)束后，整個生態(tài)環(huán)境都發(fā)生了變化，上升洋流帶來了很多營養(yǎng)，成為動物復(fù)蘇的前提，所以在寒武紀(jì)大爆發(fā)之前還存在著許多“長不大”的多細(xì)胞動物，甚至包括動物。
隨后，地球進(jìn)入了寒武紀(jì)。寒武紀(jì)開始后數(shù)百萬年的 “漫長”歲月里，生物機(jī)體的形體造型發(fā)生了多種多樣的創(chuàng)新性變革，且在多種生態(tài)環(huán)境中產(chǎn)生了許多新的棲息地和適應(yīng)帶。這些全新的生物造型和適應(yīng)范圍鋪墊了“寒武紀(jì)海洋無脊椎動物爆發(fā)式大輻射”。被國際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一”便是產(chǎn)自我國云南東部的“澄江動物群”，富含了大量軟軀體保存的、栩栩如生的精美化石，揭開了早寒武紀(jì)后生動物爆發(fā)式大輻射的面紗。
寒武紀(jì)爆發(fā)式大輻射后，地球地質(zhì)上還爆發(fā)過多次重大的全球性生物輻射事件，其中首先是“奧陶紀(jì)大輻射”或“大分異”事件。從某種意義上來說，它也是一次海洋演化動物群的大更替，即以三葉蟲及磷酸鹽質(zhì)殼腕足動物為主的 “寒武紀(jì)演化動物群”的衰退和以鈣質(zhì)殼腕足動物、苔蘚蟲、海百合、四射珊瑚等占優(yōu)勢的“古生代演化動物群”的崛起和繁衍。
熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下的事實：
（1）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似；
（2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。
由此，部分學(xué)者認(rèn)為，熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態(tài)系統(tǒng)是孕育生命的理想場所。但另一些學(xué)者認(rèn)為，生命可能是從地球表面產(chǎn)生，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以后的撞擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來并繁衍后代。因此，這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現(xiàn)的，但卻是現(xiàn)存所有生物的共同祖先。
神秘的生命起源
從古至今，有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創(chuàng)世說，中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀(jì)，伴隨著達(dá)爾文《物種起源》一書的問世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進(jìn)化論。生命起源的化學(xué)進(jìn)化論首先在1953年首先得到了一位美國的學(xué)者米勒的證實，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進(jìn)一步演化成蛋白質(zhì)和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進(jìn)化的過程。
地球上的生命也許就產(chǎn)生在距今38億年到40億年之間，但是我們應(yīng)該清醒的明白，我們距離揭開生命起源這一亙古之謎，還有一段遙遠(yuǎn)的科學(xué)歷程。從無機(jī)物到有機(jī)物，到有機(jī)化合物到有機(jī)生命體的演化，同時還具有很多的偶然性，并不是有這種環(huán)境，有這種形成條件，它就能產(chǎn)生生命。有人曾經(jīng)比喻說，這些無機(jī)物好像一個垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個單細(xì)胞，就像一輛精美的奔馳車，在一陣臺風(fēng)過后，這些垃圾組裝成了一個奔馳車。因此我們可以想象，這個生命起源的過程是非常非常地艱難。因此，也許我們在這個藍(lán)色的星球，是生命的惟一的樂園，因此請保護(hù)我們的地球，珍惜地球上的生命，我們不能奢望地球上第二次的生命起源。
生命起源是一個亙古未解之謎，地球上的生命產(chǎn)生于何時何地？是怎樣產(chǎn)生的？千百年來，人們在破解這一謎底之時，遇到了不少陷阱，同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代，老子在《道德經(jīng)》里寫到，道生一，一生二，二生三，三生萬物。用現(xiàn)在的話說，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，用今天的話說，可能就是由無機(jī)界所形成。
生命的起源應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子的起源。因而，生命的起源過程應(yīng)當(dāng)從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”產(chǎn)生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構(gòu)成生命的主要元素談起。
大約在66億年前，銀河系內(nèi)發(fā)生過一次大爆炸，其碎片和散漫物質(zhì)經(jīng)過長時間的凝集，大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46 億年前形成了。接著，冰冷的星云物質(zhì)釋放出大量的引力勢能，再轉(zhuǎn)化為動能、熱能，致使溫度升高，加上地球內(nèi)部元素的放射性熱能也發(fā)生增溫作用，故初期的地球呈熔融狀態(tài)。高溫的地球在旋轉(zhuǎn)過程中其中的物質(zhì)發(fā)生分異，重的元素下沉到中心凝聚為地核，較輕的物質(zhì)構(gòu)成地幔和地殼，逐漸出現(xiàn)了圈層結(jié)構(gòu)。這個過程經(jīng)過了漫長的時間，大約在38億年前出現(xiàn)原始地殼，這個時間與多數(shù)月球表面的巖石年齡一致。
生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關(guān)的。生命的構(gòu)成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”后元素的演化。資料表明前生物階段的化學(xué)演化并不局限于地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學(xué)演化的產(chǎn)物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星際塵埃或凝聚的星云中，接著在行星表面的一定條件下產(chǎn)生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統(tǒng)，即具有原始細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命。至此，生物學(xué)的演化開始，直到今天地球上產(chǎn)生了無數(shù)復(fù)雜的生命形式。
38億年前，地球上形成了穩(wěn)定的陸塊，各種證據(jù)表明液態(tài)的水圈是熱的，甚至是沸騰的。現(xiàn)生的一些極端嗜熱的古細(xì)菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學(xué)無機(jī)自養(yǎng)。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據(jù)。
原始地殼的出現(xiàn)，標(biāo)志著地球由天文行星時代進(jìn)入地質(zhì)發(fā)展時代，具有原始細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內(nèi)尚無較多的生物出現(xiàn)，一直到距今5.4億年前的寒武紀(jì)，帶殼的后生動物才大量出現(xiàn)，故把寒武紀(jì)以后的地質(zhì)時代稱為顯生宙。
在中世紀(jì)的西方，《圣經(jīng)》上描繪的上帝，在七天之內(nèi)造就萬物之說，也是非常流行。今天看來，生命起源并不像這些古老傳說，或神話描繪的那樣，但表明了人類長期以來，對生命起源之謎傾注了極大地?zé)崆楹完P(guān)注。但生命起源應(yīng)該是怎樣發(fā)生的？科學(xué)又是怎樣對這一千古之謎進(jìn)行探索的？我們已經(jīng)取得了哪些進(jìn)展？還有哪些問題沒有解決？
首先，生命起源之說，第一個謎是生命的時間，起源的時間問題。在中世紀(jì)的西方，人們對《圣經(jīng)》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位愛爾蘭大主教根據(jù)圣經(jīng)上所描述的，計算出上帝創(chuàng)世的確切時間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創(chuàng)世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23 號上午九點鐘。也就是說，生命起源距今的話，是六千年前，這當(dāng)然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科學(xué)的回答，科學(xué)是怎么回答這個生命起源的時間呢？那就是說用化石，是保存在巖石中的化石來回答。我們知道，生物死亡后，它們的遺跡在適當(dāng)?shù)臈l件下，就保存在巖石之中，我們把它們稱作化石。地質(zhì)歷史中形成的巖層，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些巖石之中，年代越久遠(yuǎn)的生物化石，就保存在巖層的最底層。
迄今為止，我們發(fā)現(xiàn)了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的巖石，這些化石類似于現(xiàn)在的藍(lán)藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小只有幾個微米，到幾十個微米，因此我們可以說，生命起源它不晚于三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，有這兩個數(shù)據(jù)我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。今天，隨著科學(xué)的發(fā)展，地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊，它是不適合生命的生存。與其說當(dāng)時地球上有生命，還不如說它在毀滅生命，因此地球上生命起源的時間，它不早于40億年。另外，在格陵蘭的 38.5億年的巖石中發(fā)現(xiàn)了碳，這個碳的話，我們知道，碳分兩種，一個無機(jī)碳，一個有機(jī)碳。另外，這個碳的話，它有重碳和輕碳之分，因此我們可以根據(jù)這個碳之中的輕碳和重碳之比，就來可以推測這些碳的來源。科學(xué)家根據(jù)碳的同位素分析，推測這些碳它是有機(jī)碳，是來源于生物體。也就是說，這樣我們把生命起源的時間大大縮短了，也就是在距今40億年到38億年之間，自從地球上生命起源之后，一直到現(xiàn)在45億年，就是生生不息的生命演化史。
好，首先我們現(xiàn)在已經(jīng)有了生命起源的時間概念，是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的？它在什么地方起源的？這樣我們不得不回顧一些有關(guān)生命起源的假說。
第一個是創(chuàng)世說，在《舊約全書》的第一章寫到，上帝在七天之內(nèi)創(chuàng)造了世間之萬物，在中世紀(jì)的西方大家普遍接受這個觀念，可以說一直到現(xiàn)在，這種觀念還被很多人接受，當(dāng)然這也不是真的。第二個呢，是自生論，比如說希臘人認(rèn)為，昆蟲生于土壤，春天萬象更新，種子從泥土里萌發(fā)，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源，而是生命的延續(xù)，可以說這個自生論，現(xiàn)在已經(jīng)被徹底拋棄了。與這個類似的說法，還有比如說埃及人認(rèn)為生命來自于尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。
第三個有關(guān)生命起源的假說，就是有生源論，這個在19世紀(jì)的西方也相當(dāng)?shù)亓餍校猩凑撜J(rèn)為，生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪里來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎么起源的？物質(zhì)怎么來的？你給我回答了物質(zhì)是怎么來的，生命我就可以說是從哪兒來的，其實這是一個不可知論。在20世紀(jì)的后半葉，有生源論逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的宇宙胚種論，直到現(xiàn)在，有許多科學(xué)家認(rèn)為，生命必須的酶，像蛋白質(zhì)，和遺傳物質(zhì)的形成，需要數(shù)億年的時間，在地球早期并沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年，因此他們認(rèn)為生命一定是以孢子或者其他生命的形式，從宇宙的某個地方來到了地球，這種觀念也是有一定的依據(jù)的。
二十世紀(jì)四十年代以來，人類用天體物理的手段，在地球之外探測了近百種有機(jī)分子，像甲醛，氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關(guān)，它可能給地球帶來生命或者有機(jī)分子，一個是彗星，一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機(jī)分子，比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態(tài)的水，還有氨基酸，鐵類，乙醇、嘌呤、嘧啶等有機(jī)化合物，生命有可能在彗星上產(chǎn)生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時，由這些有機(jī)分子經(jīng)過一系列的合成而產(chǎn)生新的生命。當(dāng)然這種胚種論也存在著不同的觀念，它有兩種致命的弱點，一個是生命是否能在宇宙中進(jìn)行長期的遷移？還能不能夠存活？我們知道天體之間的距離是以光年為計算的，天體之間交流可能需要成千上萬年，從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空里面，暴露在這種大量的宇宙射線之中，活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續(xù)萌發(fā)呢？這是一個最大的問題，第二個從無機(jī)分子到有機(jī)化合物的過程，這種過程，比如說彗星上我們看到有機(jī)小分子形成，在地球上也能夠形成，這是不用置疑的。
1859年，伴隨著達(dá)爾文《物種起源》一書的問世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進(jìn)化論。生命起源的化學(xué)進(jìn)化論首先在1953年首先得到了一位美國的學(xué)者米勒的證實，既然你說地球早期溫度都是比較高，又充滿了很多還原性氣體，還有水，那么我就把這些氣體，把水放在一個瓶子里面，看看它是不能產(chǎn)生生命，或者產(chǎn)生有機(jī)化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣，還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子里面，在瓶子里面兩頭插上金屬棒，完了通上電源，通過這個類似于閃電的作用，確實在幾天之后產(chǎn)生了大量的氨基酸。那么就是說在地球上面，在閃電下，在常溫下，也能成為無機(jī)分子，合成有機(jī)分子。我們知道，你氨基酸的話，是組成蛋白質(zhì)的最重要的物質(zhì)，可以說，組成生命起源最重要的物質(zhì)。因此，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈，比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進(jìn)一步演化成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)和其他的多糖類，以及高分子脂類，在一定的時候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進(jìn)化的過程。
但是這種溫暖水池說，也遇到一些問題，其中有兩個問題，第一個問題是現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，地球早期大氣圈它并不是含有大量的還原性氣體，它是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下，你并不能形成大量的氨基酸。第二個，溫暖的水池在地球早期并不能長期形成，為什么呢？因為當(dāng)時地球早期，剛才說過它有大量的隕石、流星，還加上地球本身的放射性，溫度很高，你這個溫暖水池一旦生命產(chǎn)生了，一個隕星過來，溫度在瞬間之內(nèi)可能達(dá)到上千度、甚至幾千度，生命已經(jīng)絕滅了，只能再來一次生命的起源。但是我們現(xiàn)在就這么想，現(xiàn)今的地球上是不是有溫度比較高，還有還原性氣體，還有生物存在呢？那么，有兩件工作可以說具有劃時代的意義，一個是1967年美國學(xué)者布萊克，在黃石公園的熱泉中發(fā)現(xiàn)了大量嗜熱生物，我們知道蛋白質(zhì)一般的話超過六十度，就會凝固的，煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上還能夠生活呢？在以前是不敢想的。
第二個就是1977年克里斯，他在太平洋底的熱泉中，同樣也發(fā)現(xiàn)了大量的嗜熱微生物，這個溫度它要更高，它可能達(dá)到二百到三百度。它壓力呢，也有二百到三百個大氣壓，它的環(huán)境是什么樣子呢？它確實有大量的還原氣體，有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳，這個環(huán)境確實非常類似于四十億年前早期地球的環(huán)境，那么生命起源它是不是就在這個時候產(chǎn)生的呢？這是我們現(xiàn)在看到的情況，但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發(fā)現(xiàn)的微生物呢？確實有，我們在這方面，我們在化石方面也取得了非常重要的進(jìn)展，比如說在2000年，羅斯瑪森，澳大利亞的一個科學(xué)家，他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積里面發(fā)現(xiàn)了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前，生命在熱泉的附近已經(jīng)大量生存，那么這是現(xiàn)在最新的，最流行的，也可以說迄今為止最科學(xué)的有關(guān)生命起源的假說，就是生命起源于熱泉，或者海底熱泉，俗稱“黑煙囪”的附近。
海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體，除了二氧化碳以外，還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物，比如說藍(lán)藻、光合細(xì)菌、硫細(xì)菌，特別是一類古細(xì)菌，在高溫下異常地繁盛，它在超過一百度的時候大量繁盛，而離開了這樣的環(huán)境，比如溫度一降下來，它馬上就進(jìn)行休眠，而且并不能正常的生活，那么這些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的時候，這種原始的生命形式呢？
第一個早期地球溫度都很高，產(chǎn)生的最早生命形式，應(yīng)該是一些能適應(yīng)高溫的生物，而熱泉中，生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個，熱泉的環(huán)境與早期的地球環(huán)境有很多類似之處，比如說它有高溫，還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣，還有硫化氫等等。第三個，在高溫的熱水環(huán)境的話，它是有利于小分子的有機(jī)化合物脫水，聚合成有機(jī)高分子，比如說現(xiàn)在我們用有機(jī)小分子氨基酸合成蛋白質(zhì)的話，它就是在熱水中，通過這個熱聚合反應(yīng)，脫水以后形成這樣的高分子，特別是在這種熱水口附近的話，形成了黃鐵礦，俗稱“愚人金”。它是由硫和鐵組成的，在它的表面的話，它非常有利于高分子的合成，因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據(jù)是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度，和水化學(xué)鑒別的梯度，這個梯度的話，也是有利于各種化學(xué)的連續(xù)反映，我們知道熱泉口它噴出來的時候，它的溫度可能到達(dá)二百度到三百度，特別是在海底洋中脊附近，而海水的溫度的話，這種海底的溫度一般在0到4度，這樣的話，從三百度，一直到四百度，它有一個溫度梯度，這種溫度梯度的話，對有機(jī)化合物合成的話，可以說存在一個連續(xù)的反映。第五個也是最重要的一點，就是現(xiàn)在熱泉中的生物的話，它確實是生物演化速度的最根部的類型，也就是說它的基因是最古老的類型。
現(xiàn)代生物學(xué)家，他通過生物分子學(xué)的研究，他把熱泉中的一些嗜熱古細(xì)菌，跟現(xiàn)在的普通細(xì)菌進(jìn)行了基因的對比，發(fā)現(xiàn)它們基因的相同點，不超過60％。那么就是說這些古細(xì)菌它們含有非常多的古老的基因，也就是說，它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應(yīng)該說，生命起源我們研究生命起源它最好的證據(jù)，還是在地球上，40億年到38億年間的巖石和化石所包含的信息。但是，經(jīng)過40億年的變化，地球已經(jīng)面目全非，現(xiàn)在的地球即使你有40億年到38億年的巖石，它也進(jìn)入了大量的變種，信息也幾乎全無。
因此我們把目光不要局限在只是在地球上，如果說生命是宇宙之中一個普遍的現(xiàn)象的話，除了地球之外的其他天體上，是否也有類似于地球早期的這樣的環(huán)境呢？如果有的話，也許能為研究生命起源打開新的窗戶，我們第一個目標(biāo)是什么地方呢？不是火星是月球，現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，月球是40億年前，一顆大的行星撞擊地球，而從地球上迸發(fā)出去。形成了當(dāng)今的月球，這個時間正好是40億年，如果地球上有生命起源的話，我們在月球上看看，那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法，月球上有月桂、有月兔，還有浪漫的愛情故事，但是二十世紀(jì)六十年代到七十年代，隨著前蘇聯(lián)和美國的宇航員登陸的成功，這個神話徹底破滅了，月球其實是一個沒有生命，沒有水，沒有氧氣，不適合生命生存的荒漠的星體。
那么我們第二個目標(biāo)是什么呢？第二個目標(biāo)是火星，因為火星也許在40億年以前，有著跟地球類似的經(jīng)歷，火星的物質(zhì)成分跟地球非常近似，它的軌道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢？我們到火星上去干什么呢？我們尋找生命起源，要從哪幾點入手呢？一般來說是三點，第一個在火星上尋找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的話，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也許來自火星，或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態(tài)水，因為我們知道，水是萬物之源，水是生命之源。現(xiàn)在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態(tài)水也是非常重要的一個指標(biāo)。第三個尋找與生命有關(guān)的化合物，如果我們現(xiàn)在沒有活的生物的話，過去有沒有呢？過去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在這些巖石之中呢？所以我們到火星上尋找生命，抱著三個目的。
1957年美國的海盜號航天器發(fā)回到地球的信息時，火星上沒有生命，沒有液態(tài)水的存在，它是一個荒蕪干渴的紅色的星球。但是人類并沒有氣餒，20 世紀(jì)90年代，美國宇航局加大了對火星的探測力度，通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠(yuǎn)鏡得到的圖片，和其他的有關(guān)天體物理的信息資料顯示，火星上過去很可能有過液態(tài)水的存在。一些航天資料顯示，火星上有類似于像我們發(fā)生大洪水山前的沖積扇的構(gòu)造，還有水、河道、像地球上干涸的河床的河道，還有水侵蝕巖石的痕跡。另外還有非常特別的一點，在火星的兩極，發(fā)現(xiàn)了類似于地球上凍土解凍的情況，這是我們的航天資料。
但是我們?nèi)绻袃x器，帶上儀器帶上人，在火星上去進(jìn)行探索，或者獲得一塊石頭，進(jìn)行分析一下，這些事情不是一目了然了嗎？所以在1999年初，美國呢，發(fā)射了一個火星極地著陸器，它帶著了精密的分析儀器，準(zhǔn)備在火星的極地進(jìn)行仔細(xì)地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望這些儀器能夠得到有關(guān)火星上是否有水的直接的信息的話，但就在進(jìn)入火星的大氣層中，跟地球上失去了聯(lián)系。
那么我們對火星的研究，那就束手無策了嗎？現(xiàn)在至少在現(xiàn)階段并不是，我們有來自火星上的隕石，非常幸運(yùn)，在1984年，人們在南極的冰蓋上面，發(fā)現(xiàn)了一顆隕石，這個隕石拿回來以后呢，對它進(jìn)行它的元素和做氣體化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)這個隕石呢，它的氣體它的同位素，跟火星上非常類似。所以他們認(rèn)為這個隕石是來自火星，這個隕石是在一萬年前，掉在冰蓋上，南極的冰蓋上。
地球生命起源是如何開始的，又是如何演化出生命的？
樓下的我都看了 寫的真好 不過可能是轉(zhuǎn)載的，這樣是 轉(zhuǎn)載復(fù)制 非常泛濫 也不好呀
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