生命是怎么来的?真是亮瞎了我的眼睛!

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陨石|彗星|地球|生命起源---傻大方小编总结的关键词

生命是怎么来的?真是亮瞎了我的眼睛!

上期答案:其实异刃虎综合了两类剑齿虎的特征:上犬齿长度不足9cm,短而宽厚,边缘有锯齿,像锯齿虎;身躯和四肢粗壮结实,几乎不逊于刃齿虎。若单论上犬齿,异刃虎是匕首牙。

上期错误更正:冠恐猫的学名是D.cristata,D.abeli是阿氏恐猫。

生命是蛋白体的存在方式,这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢,而且这种新陈代谢一停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。

——恩格斯

简单来说,生命是蛋白质体的存在方式,这个存在方式的基本因素在于它和周围外部自然界的不断新陈代谢。生命就是指不断与外界进行物质交换、能够进行自我复制和新陈代谢作用的有机体。从上百吨的庞大鲸鱼,到只能用显微镜才能看到的球菌,地球上已经拥有了其它星球没有的形形色色的生命。那么,一开始就是这样了吗?我们知道当然不是。那么生命是怎么来的呢?

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生命是怎么来的?真是亮瞎了我的眼睛!

我们的祖先对于世间万物的起源有过许多遐想,这些一同构成了神话故事,比如盘古开天地、女娲造人等。西方人也有过亚当夏娃、诺亚方舟等故事。但由于那时候人们的科学知识不足,所以这些神话当然就没有建立在科学的基础上了。随着科学的发展,人们对生命起源的思考也越来越深入,并出现了三种不同的认识:神创论、物种不变论、宇宙论、自然起源论(神创论和物种不变论可视为一种认识)。顾名思义,神创论就是指上帝创造万物,物种不变论就是指物种长久不变。这两种论点都已被达尔文推翻,故在此不做详细介绍。

一、宇宙论

宇宙论认为生命宇宙固有,生命来源于宇宙。20世纪50年代以来,由于红外和射电观测技术及实验波普研究手段的进步,越来越多的星际物质被探测出来。前几年美国伊利诺伊州立大学的射电天文学家路易斯·辛德在靠近银河系中心的星云中发现了生命分子——氨基酸,这一发现有可能解释生命的起源问题。另外根据光谱分析,彗星中含有很多气体和挥发成分,主要有氧气、氰气和臭氧,另外还有钠、碳、氧等原子和OH、NH、NH2、CH等原子团。这说明彗星中富含有机分子。

1990年,美国国家航空和宇航局对白垩纪-古近纪界线附近地层的有机尘埃作了这样的解释:一颗或几颗彗星掠过地球,留下的氨基酸形成了这种有机尘埃;并由此指出,在地球形成早期,彗星也能以这种方式将有机物质——地球上的生命之源像小雨一样洒落在地球上。也许,生命起源于彗星!

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生命是怎么来的?真是亮瞎了我的眼睛!

我们都知道,6500万年前,可能是一颗直径10千米的陨石撞击了今天的墨西哥尤卡坦半岛导致了恐龙灭绝。可你想过吗,研究陨石也是探索生命起源的重要环节!陨石分为两类:球粒陨石和非球粒陨石。球粒陨石对生命起源具有较为重要的意义,它们只可能来自宇宙,不仅含有氨基酸,还有烃类、乙醇和其它可能形成保护原始细胞膜的脂肪族化合物甚至含有水分子,纪录片《地球成长史》里面提到地球形成伊始时大量的陨石撞击地球,给地球带来了水,这是其中的一种观点。生物化学家David W Dreamer用默奇森陨石中得到的化合物制成了球形膜,即小泡,这些小泡提供了氨基酸、核苷酸和其它有机化合物,及其进行生命开始所必需的转变环境。也就是说,当陨石撞击地球时,产生形成生命所需的有机物及必须的环境——小泡。和生命起源于彗星的理论一样,这是一种新的天外起源说。

另外,美国康奈尔大学的Hyba C指出,撞击也可以以其它方式提供生命所需的原材料:来自一次陨石撞击的热和冲击波可以在原始大气中激发起有机化合物的化学反应,但目前为止还没有关于外星球上存在生物的确切证据。

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二、自然起源论

多数学者认为,生物的形成和发展是在地球上进行的,即自然起源论。他们认为,地球上的无机物在特定的物理化学条件下,形成了各种有机化合物,这些有机化合物再经过一系列的变化,最后转化为有机体。关于生命是如何在地球上起源的,曾出现过不同的观点。再以《地球成长史》为例,里面提到海底烟囱喷发,里面诞生了原始生命,这是深海烟囱说,此外还有原始生命的有机汤、生物单分子说以及火山起源说等等。

随着深海探测的深入研究,特别是20世纪70年代对加拉帕戈斯群岛洋中脊的火山喷发口的研究,表明海水在深海烟囱中经历了巨大的温度和化学梯度的变化,可能形成多种溶解物,包括原始生物化学物质。深海烟囱巨大的热量,可以产生在大陆火山区里产生的哪种缩合物。因此,美国霍普金斯大学的地址古生物学家斯坦利提出生命的深海底烟囱起源说。在洋中脊,深海烟囱与炽热演讲直接连通,温度高达1000℃,使周围海水沸腾,冒出的滚滚浓烟里富含金属、硫化物,热水中富含二氧化碳、氨、甲烷和硫化氢,这是一个既有能量又有生命起源所必需的物质的还原环境,于是有机化合物在这里发生,并且按照温度递降出现了一系列化学反应梯度区。由氢气、甲烷、氨、硫化氢、二氧化碳经高温化合形成氨基酸,继而硫和其它复杂化合物形成多肽、核苷酸链,形成似细胞体的合成物。有趣的是,这些成分在高热作用下化学合成了硫细菌。鉴于现代深海形成硫细菌的事实,斯坦利推想,在太古宙蛇绿岩带里面一定也存在类似于现代深海洋中脊的地质条件,存在深海烟囱,生命化学合成的一系列反应就在那里发生,生物有机高分子在那里缩合而成,最后原始生命就在那里诞生。据美国《华盛顿邮报》1992年的报道,加利福尼亚大学洛杉矶分校的分子生物学家詹姆士·莱克在大洋底烟囱附近找到了在黄石公园热泉里生存的嗜硫细菌,为海底烟囱热泉生命起源的非常规理论提供了证据。

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简单的有机合成在地球形成之初就开始了,主要发生在大气圈中,所形成的简单低相对分子量有机物与地壳表面的水体作用,形成含有机化合物的水溶液,在某些火山活动区域有可能形成浓的溶液。这些稀的和浓的溶液最后汇集到大的水体或原始海洋中。这就是现今流行的观点:生命起源于早期地球“温暖小水池”的“有机汤”中。

在原始地球条件下,生物单分子是从无到有创造出来的,即由生命元素在外动力(能源)的推动下,通过无机化合而成。生命元素在原始地球的大气中广泛存在,外动力无疑也是不成问题的。现在的研究资料表明,放电、紫外线、热能都可以促使生命元素合成生物单分子。所以,原始大气是生物单分子的诞生地,并使生物单分子在原始地球上普遍分布,从而能使其中一部分生物单分子在一定条件下形成生物大分子。第一个模拟原始大气进行放电而获得氨基酸的实验是著名的米勒实验。

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原始地球火山活动频繁,形成局部高温缺氧地区,使得附近水池里的有机物形成大量的氨基酸和核酸。当水池由于高温蒸发干枯时,氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物,后由雨水搬运到海洋,氨基酸自我装配形成蛋白质。这样,就为生命起源提供了所需的有机分子,即所谓的火山起源说。

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提前祝大家新春快乐!

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