地球生物的起源?2. 寒武紀(jì):古生代的開(kāi)始(距今5億1,400萬(wàn)年前)具有硬殼的生物在寒武紀(jì)第一次大量出現(xiàn)。諸大陸為淺海所泛濫。超大陸岡瓦那開(kāi)始在南極附近形成。巨神海(Iapetus Ocean)在勞倫西亞(Laurentia,北美)、波羅地(Baltica,那么,地球生物的起源?一起來(lái)了解一下吧。
關(guān)于地球生命的起源,有一種說(shuō)法認(rèn)為原始生命是在原始地球上產(chǎn)生的。進(jìn)化論學(xué)派生物學(xué)家認(rèn)為,35億年前巖石形成時(shí)期的一種單細(xì)胞細(xì)菌是人類的祖先。這種原始生物的構(gòu)造也相當(dāng)復(fù)雜:它擁有DNA和BNA兩種基因,并由蛋白質(zhì)、脂類和其他成分組成。不過(guò)又有人懷疑,在這種原始生物出現(xiàn)以前有另一種構(gòu)造更簡(jiǎn)單的生物存在。
1953年,據(jù)美國(guó)大學(xué)生唐來(lái)?米勒的實(shí)驗(yàn)證明,生命的單位氨基酸能從幾種簡(jiǎn)單的化合物中得到,從而胡枯悄使生命的“地球產(chǎn)生說(shuō)”幾乎成了定論。但近十多年的研究發(fā)現(xiàn)原始大氣不是還原型的,讓米勒的實(shí)驗(yàn)很難合成生命的基本因素“氨基酸”。所以,這一說(shuō)法受到了質(zhì)疑。
隕石與生命
另一些科學(xué)家認(rèn)為生命來(lái)自星際空間,原因是在月球表面或火星的火山口都可以找到不少有機(jī)合成物。
早在19世紀(jì)初,人們已在隕石上找到了有機(jī)分子,它們是有機(jī)合成物誕生的重要因素。這種觀點(diǎn)認(rèn)為,地球生命來(lái)源于宇宙,隕石敗咐是載著生命種子的星際飛船,地球上最初的生命就是由隕石送來(lái)的。
不過(guò),持原始生命產(chǎn)生于地球本身觀點(diǎn)的科學(xué)家們認(rèn)為,這些星體上的有機(jī)物遷居到地球的機(jī)會(huì)絕無(wú)僅有,因?yàn)檫@些隕石降落到地球時(shí)產(chǎn)生的高溫足以把整個(gè)海洋蒸干,令地球成為不毛之地,任何褲渣生物都無(wú)法在其上生存。
地球上生命的起源是:
地球上最初是沒(méi)有生命的,在當(dāng)時(shí)劇烈變化的地球環(huán)境下,一些無(wú)機(jī)物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的褲念化學(xué)變化過(guò)程后,形成了一些簡(jiǎn)單的有機(jī)物。
這些有機(jī)物在經(jīng)過(guò)相當(dāng)復(fù)雜的物理化學(xué)變化后組合到了一起,然后就形成了地球上的第一個(gè)生物,那時(shí)候的生物應(yīng)該是異養(yǎng)厭氧型的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的生物,因?yàn)槟菚r(shí)候沒(méi)有氧氣,它們也不能自己制造有機(jī)物,只能靠吸收現(xiàn)成的小分子有機(jī)物生活。
擴(kuò)展資料:
地球的大氣層并無(wú)明確邊界。離地表越遠(yuǎn),空氣越稀薄,最后消失在外太空。大氣層四分之三的質(zhì)量集中在離地表11千米的對(duì)流層。來(lái)自太陽(yáng)的能量將地表和上面對(duì)流層中的氣體加熱,空氣受熱膨脹,因密度減小而上升,周圍較冷、密度較高的氣體填補(bǔ)胡鏈困過(guò)來(lái),形成了大氣環(huán)流。這使得熱量重新分布,并產(chǎn)生各喚唯種天氣現(xiàn)象和氣候條件。
地表蒸發(fā)的水蒸氣也通過(guò)大氣環(huán)流來(lái)運(yùn)送。如果大氣環(huán)境適合,溫暖濕潤(rùn)的空氣上升,然后其中的水汽凝結(jié),形成降水落回地面。降水中的大部分通過(guò)河流流向低海拔地區(qū),通常會(huì)回到海洋中或者聚集在湖泊里。
這種水循環(huán)是地球能維持生命的重要原因,也是地表構(gòu)造在漫長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期受到侵蝕的主要因素。各地降水量大相徑庭,從一年數(shù)千毫米到不到一毫米都有。
地球上的第一個(gè)生物,許多人認(rèn)為是病毒一類的非常簡(jiǎn)單的生物,他只是有核酸和蛋白質(zhì)外殼組正的物質(zhì).
而組成他的是基礎(chǔ)的生物大分子,它是由自然界中的無(wú)機(jī)分子在一定的條件下偶然形成生物小分子,進(jìn)而發(fā)展而來(lái)的,從此地球上有了生命,下面是詳細(xì)的介紹:
神秘的生命起源
那是在大約50億年前,宇宙中一團(tuán)彌漫的緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的氣體塵埃云形成了原始太陽(yáng)系.到了47億年前,原始太陽(yáng)系里一些氣體塵埃云又凝聚形成了最初的地球.剛剛誕生的地球十分寒冷、荒涼,沒(méi)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì),當(dāng)然也不會(huì)有生命.生命是隨著原始大氣的誕生開(kāi)始孕育的.
在早期太陽(yáng)系里,一些處于原始狀態(tài)的天體頻繁和幼小的地球相撞,這一方面增大了地球體積,另一方面運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為熱能貯存在了地球內(nèi)部.撞擊不斷地發(fā)生,地球內(nèi)部蓄積了大量熱能.地球的平均溫度高達(dá)攝氏幾千度,內(nèi)部的金屬和礦物變成了融融的熾熱巖漿.巖漿在地戚槐球內(nèi)部劇烈運(yùn)動(dòng)著,不時(shí)沖出地球表面形成火山爆發(fā).在原始地球上,火山爆發(fā)十分頻繁.隨著火山爆發(fā),地球內(nèi) 部一些氣體被源源不斷地釋放出來(lái),形成了原始大氣.不過(guò),這時(shí)的地球上仍然沒(méi)有生物分子.
在以后的歲月里,由于日積月累,原始大氣中的水蒸氣越來(lái)越多,地球表面溫度開(kāi)始降低.當(dāng)降低到水的沸點(diǎn)以下時(shí),水蒸氣就化作傾盆大雨降落到了地面上.傾盆大雨不分晝夜地下著,形成了最初的海洋,這為生命的誕生準(zhǔn)備了搖籃.
那時(shí)地球表面的溫度仍然很高,到了大約36億年前,海水的溫度已降為80℃左右,然而在此之前,原始生命就已悄悄孕育了.
生命的誕生與原始大氣十分有緣.據(jù)推測(cè),原始大氣的主要成份是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸氣、氨氣.這高灶友些簡(jiǎn)單的氣體分子要想成為生物分子,就必須變得足夠復(fù)雜.合成復(fù)雜物質(zhì)是需要消耗能量的.
值得慶幸的是,在原始地球上有各種形式的能量可供利用.首先,原始大氣沒(méi)有臭氧層,陽(yáng)光中的紫外線可以毫無(wú)顧忌地進(jìn)入大氣,這為地球帶來(lái)了能量辯空.其次,原始大氣中會(huì)出現(xiàn)閃電,閃電是一種能量釋放現(xiàn)象.再次,原始地球上火山活動(dòng)頻繁,火山噴發(fā)可以釋放大量熱量.
簡(jiǎn)單的氣體分子在吸收了能量之后,它們會(huì)變得異常地活潑,進(jìn)而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成復(fù)雜的(生命)物質(zhì).美國(guó)的科學(xué)家米勒是第一位模擬原始地球的大氣的條件,成功地合成出復(fù)雜(生命)物質(zhì)的科學(xué)家.
第二集 生命怎樣誕生
米勒設(shè)計(jì)了一套玻璃儀器裝置.球形的玻璃容器里模擬的是原始地球的大氣,主要有氫氣、甲烷和氨氣.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要把燒瓶里的水煮沸,這模擬的是原始海洋里的蒸發(fā)現(xiàn)象.球形的電火花室里外接有高頻線圈,使電極可以連續(xù)火花放電,這模擬的是原始地球大氣中的放電現(xiàn)象.放電進(jìn)行了一周,讓米勒驚喜的是,實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了多種氨基酸.
氨基酸和核苷酸是動(dòng)植物體內(nèi)普遍存在和最最重要的兩種生物小分子,它們是建造生命大廈的磚塊和石頭.
由不是生物體基本結(jié)構(gòu)單元的無(wú)機(jī)小分子演變?yōu)樯镄》肿?這無(wú)疑是生命進(jìn)化過(guò)程中至關(guān)重要的一步,但是呢,由于生物小分子畢竟過(guò)于簡(jiǎn)單,只有它們演變成更為復(fù)雜的生物大分子之后,才能導(dǎo)致生命的誕生.
在原始地球上,自然合成的氨基酸和核苷酸隨雨水匯集到湖泊海洋里.礦物粘土把這些生物小分子吸附到自己周圍,在銅、鋅、鈉、鎂等金屬離子催化下,許多氨基酸分子通過(guò)脫去水分子而連接在一起,形成更為復(fù)雜的分子,也就是蛋白質(zhì)分子.同樣,許多核苷酸分子可以通過(guò)脫去水分子而連接在一起,形成更為復(fù)雜的分子,也就是核酸分子.
核酸是生物的遺傳物質(zhì),生物體生長(zhǎng)、繁殖、行為和新陳代謝的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列順序中,可以說(shuō),每一種核苷酸排列順序都是一篇記錄著生命信息的文章,書(shū)寫的文字就是核苷酸.核酸是生命的信息分子,對(duì)于生命是絕對(duì)重要的.然而核酸的功能卻是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,就連核酸本身的復(fù)制都需要蛋白質(zhì)參與.
原始地球的湖泊海洋里出現(xiàn)了核酸和蛋白質(zhì)以后,也許有人認(rèn)為生命從此就誕生了,因?yàn)樽匀唤缰幸恍┎《揪褪怯珊怂岷偷鞍踪|(zhì)組成的,而類病毒就更是簡(jiǎn)單得可憐,只是一個(gè)核酸分子,這個(gè)核酸分子能侵入植物細(xì)胞并使植物得病,馬鈴薯紡錘狀塊莖病就是這種類病毒感染的結(jié)果.
病毒和類病毒只能在活細(xì)胞內(nèi)生存繁殖,至于是不是一種生命形式,目前還存在爭(zhēng)議.
生物為了適應(yīng)環(huán)境,在進(jìn)化過(guò)程中,它必須從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)這樣一個(gè)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行演化,而一個(gè)簡(jiǎn)單的分子,在傳宗接代過(guò)程中是無(wú)能為力把其它物質(zhì)聚集在自己周圍的,它必須形成具有一定結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形態(tài)的實(shí)體.
在原始海洋里,隨著時(shí)間推移,自然合成的生物大分子濃度越來(lái)越高,最終形成了具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的分子實(shí)體,并進(jìn)一步進(jìn)化為最原始的生命.
第三集 遺傳物質(zhì)的進(jìn)化
眾所周知,核酸是當(dāng)今地球上所有生物的遺傳物質(zhì),它攜帶著生命信息,又能自我復(fù)制.核酸有兩種:一種是核糖核酸,又叫RNA,在RNA病毒和類病毒中,RNA攜帶著全部生命信息;另一種是脫氧核糖核酸,又叫DNA,它是目前絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì).
種種跡象表明,原始地球上首先出現(xiàn)的復(fù)雜分子可能是RNA,為什么這樣說(shuō)呢?
首先,RNA分子比較簡(jiǎn)單,只有一條鏈,DNA分子卻很復(fù)雜,有兩條鏈,按照進(jìn)化規(guī)律,簡(jiǎn)單的分子總是最先出現(xiàn).其次,DNA分子自我復(fù)制時(shí)離不開(kāi)酶,酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),在原始地球上,在蛋白質(zhì)沒(méi)有產(chǎn)生以前,DNA分子是無(wú)法完成自我復(fù)制的,然而有些RNA分子本身就有酶的活性,在原始地球條件下,即使沒(méi)有蛋白質(zhì),RNA也可以完成自我復(fù)制.
在生命起源中,RNA先發(fā)生的學(xué)說(shuō)能夠被科學(xué)界更多的學(xué)者所接受,但是要想真正地證明RNA是最早發(fā)生的遺傳物質(zhì),還存在很多的問(wèn)題,最大的問(wèn)題是,要想在模擬原始的條件下合成RNA非常困難.
長(zhǎng)期以來(lái),人們總以為只有核酸才是遺傳物質(zhì),近年來(lái)生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),瘋牛病、瘋羊病的病原體是朊病毒,朊病毒的本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以自我復(fù)制,這啟發(fā)人們,蛋白質(zhì)也可以作為遺傳物質(zhì).
其實(shí),和核酸一樣,蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)十分規(guī)則,而且也有螺旋結(jié)構(gòu).科學(xué)家長(zhǎng)期研究后發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)完全具備遺傳物質(zhì)的條件,能夠貯藏、復(fù)制和傳遞生命信息.
我們知道,蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的,通過(guò)氨基酸和氨基酸配對(duì),可以把遺傳信息傳遞給下一代.
通過(guò)實(shí)驗(yàn),劉次全研究員提出了氨基酸的配對(duì)模型,并且在此基礎(chǔ)上,繪出了一張很有特色的遺傳密碼表.
在原始地球上,最早能夠進(jìn)行自我復(fù)制的分子可能是蛋白質(zhì),那時(shí)的蛋白質(zhì)既能貯存或傳遞遺傳信息,又能執(zhí)行特定的生物學(xué)功能.
對(duì)于原始生命來(lái)說(shuō),蛋白質(zhì)的這種性質(zhì)是十分經(jīng)濟(jì)的,后來(lái)隨著生命進(jìn)化,蛋白質(zhì)貯存或傳遞遺傳信息的功能交給了RNA,然而RNA不夠穩(wěn)定,隨著生命繼續(xù)進(jìn)化,又出現(xiàn)了DNA,DNA是后來(lái)才出現(xiàn)的遺傳物質(zhì).
DNA作為遺傳物質(zhì)的好處是:第一,DNA的某些部位與RNA相比,少了氧原子,氧原子是非常活潑的,這樣DNA更加穩(wěn)定,能夠更好地保存生命信息,第二, RNA是單鏈,如果受到損傷,生命的信息勢(shì)必丟失,DNA則是雙鏈,一條鏈發(fā)生損傷后,可以根據(jù)另一條鏈進(jìn)行修復(fù),生命信息不易丟失.
因而,今天地球上的生命選擇了DNA作為遺傳物質(zhì),這也是生物在自然界中長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果
不過(guò)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地外生物之前還不能確定地球的生物到底是偶然產(chǎn)生還是必然產(chǎn)生.
大約30億年以前,大雨停止后,地球進(jìn)入了另一個(gè)發(fā)展階段。地球的原始大氣中含有氨、甲烷、氰化氫、硫化氫、二氧化碳、氫氣、水等成分,但沒(méi)有游離的氧氣,大氣中一些氣體和地殼表面的一些可溶性物質(zhì)溶于水中,在宇宙射線、太陽(yáng)紫外線、閃電、高溫等的作用下自然合成了一系列的小分子有機(jī)化合物,例如氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等,匯集在原始海洋中,形成霍爾丹所謂的畢臘“原始湯”,從而為生命的誕生準(zhǔn)備了侍數(shù)拿必要條件。
當(dāng)氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等有機(jī)小分子形成后,在適當(dāng)?shù)臈l件下,它們可以進(jìn)一步形成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。例如蛋白質(zhì)、核酸、多糖、類脂等大分子物質(zhì)。其中蛋白質(zhì)和核酸的形成對(duì)于生命現(xiàn)象具有非常重要的作用,對(duì)于它們的形成主要有兩種觀點(diǎn)。
(1)陸相起源:他們認(rèn)為聚合反應(yīng)是發(fā)生在火山的局部地區(qū),聚合生成的生物經(jīng)雨水的沖刷匯集到海洋,并在一定的條件作用下,繼續(xù)發(fā)展成為復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。
(2)海相起源:認(rèn)為在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有機(jī)物可以被吸附于粘土一類的物質(zhì)的活性表面,而在適當(dāng)縮合劑存在時(shí),可以發(fā)生聚合老搭反應(yīng)。
生物大分子不能獨(dú)立表現(xiàn)生命現(xiàn)象,只有形成了眾多的、乃至成百萬(wàn)的一蛋白質(zhì)、核酸為基礎(chǔ)的多分子體系時(shí),才能表現(xiàn)生命萌芽。
地球生命起源,人類現(xiàn)在還攜明不能作出合理的解釋。
據(jù)記載,亞里士多德可能是生命起源之謎最早的探索者。他在公元前300多年前提出了人的生命可以從非生命的物質(zhì)中自然發(fā)生,這就是著名的生命自生論,它使不少學(xué)者都相信生命可以由非生命物質(zhì)或他種生物直接而迅速地產(chǎn)生出來(lái)。
這種觀點(diǎn)統(tǒng)治生物界長(zhǎng)達(dá)1000多年,直到13世紀(jì),人們還相信羊可以從樹(shù)上長(zhǎng)出來(lái)。17世紀(jì)初,比利時(shí)醫(yī)生范·赫爾蒙特還提出滲透人汗的襯衫與小麥混合發(fā)酵可以生出老鼠來(lái)。
根據(jù)地質(zhì)學(xué)家研究,化學(xué)起源說(shuō)中所模擬的原始生命產(chǎn)生的環(huán)境,只是一種臆測(cè),所有合成生命化學(xué)過(guò)程的假設(shè),只是在某種特定條件下產(chǎn)生的偶然現(xiàn)象,沒(méi)有必然性。它面臨的宇宙空間存在有機(jī)分子的事實(shí),使它在近期內(nèi)難于走出困境。
當(dāng)然,我們現(xiàn)在也不能去盲目相信宇宙生命假說(shuō)。說(shuō)地滑隱彎球上的生命來(lái)自宇宙,也需要找出更確切證據(jù)。再說(shuō),宇宙中嚴(yán)酷的環(huán)境,大氣層的高溫摩擦,又都是我們難以相信它具備能產(chǎn)生生命的條件。
生命進(jìn)化
地球提供了僅有的能夠維持已知生命進(jìn)化的環(huán)境。人們認(rèn)為約40億年前的高能化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了能夠自我復(fù)制的分子,又過(guò)了5億年則出現(xiàn)了所有生命的共同祖先,而后分化出細(xì)菌與古菌。
以上就是地球生物的起源的全部?jī)?nèi)容,一、地球上生命的起源:地球上最初是沒(méi)有生命的,在當(dāng)時(shí)劇烈變化的地球環(huán)境下,一些無(wú)機(jī)物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程后,形成了一些簡(jiǎn)單的有機(jī)物,這些有機(jī)物在經(jīng)過(guò)相當(dāng)復(fù)雜的物理化學(xué)變化后組合到了一起。