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地球上的生命是怎样起源的?

科学味儿 2017-08-29 浏览294次
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生命起源说

生命是地球上最复杂的一种现象。生命是怎样起源的?这是一个至今尚未完全解决的科学问题。

1924年,苏联著名的生物化学家奥巴林首先提出了比较系统的生命起源说,即团聚体学说。团聚体是蛋白质和核酸的聚合体,它们具有类似膜的结构,并能在酶的作用下发生生成淀粉或聚合核苷酸等反应。

1953年,美国科学家米勒用氢气、水蒸气、甲烷、氨等混合气体模拟远古大气进行放电,在冷凝液中发现了氨基酸等含氮小分子。这说明氨基酸等生物小分子有可能在早期地球的陆地上或空中形成,然后随流水或雨水进入海洋,聚合成蛋白质和核酸。这些聚合体与海洋中的有机物作用,产生膜的结构,最后形成了原始生命。

更可靠的生命起源证据来自化石记录。化石可以在一定程度上保留生命起源初期的形式,比如原始藻类、细菌类的化石以及沉积学等领域的一些研究。

最早的藻类化石主要是叠层石,形成这些叠层石的藻类可以追溯到距今35亿年。古生物学家普经在火山岩石中发现了类似于细菌的丝状体化石,它们被认为是古细菌的化石,其生存年代大生是35亿年前。理论上说,应该有更早的早期生命化石埋藏在地层中,这还有待进一步发现。

黄河发现团藻类古生物化石

生命与大气层

过去人们一直认为,生命是在原始海洋表面诞生的。然而在生命诞生的时候,大气中还没有臭氧层,阳光中强烈的紫外线可以直接照射到地球表面,稚嫩的生命如何躲过紫外线的辐射,迄今还是一个谜。

厄瓜多尔海岸的加拉巴戈群岛是达尔文创立进化论的地方。在这里,研究人员潜入了海底的火山缝,发现在喷出的温泉附近有大量奇异生物,火山口充满了红色的多毛虫,大螃蟹以细菌为食,高热产生的化学物质则是细菌的美餐。这个奇特的海底世界不禁使人联想起,原始生命可能就诞生在海底。

在原始地球上,海底已具备了生命诞生的条件,海底的硫磺、氢气、甲烷、二氧化碳为生命的诞生提供了物质条件,海底火山爆发产生热量,为生命的诞生提供了能量,而且厚厚的海水挡住了阳光紫外线对原始生命的伤害。

在美国,科学家从滚烫的热泥浆中发现了一种叫嗜硫菌的微生物,直径稍大于千分之一厘米,看起来细菌似乎能自由游动,实际上这是细菌周围的水分子在推其运动,电子显微镜显示,这些细菌的细胞不含细胞核,显得古老而原始。

在北极,科学家们在一些不起眼的岩石中发现了遥远的过去的生命。显微镜下隐约可见的是放大一千多倍的蓝绿藻,它们保持着35亿年前的本来面貌。蓝绿藻的繁盛产生了大量氧气,这深刻改变了大气成分,使原始大气中诞生了臭氧层,挡住了阳光中的紫外线杀手,生命得以在海洋表面繁衍和生息,同时大气层就像穿在地球身上的厚厚外衣,使照射到地球表面的太阳光不至于散发出去,给生命以温暖,正是由于大气层细致入微的呵护,摇篮里的生命才得以生存下来。

真核生物的细胞分裂方式

真核生物的演化过程

真核生物是由真核细胞构成的生物,真核细胞的特点是具有细胞核和细胞器。所有真核生物都是由一个细胞(胚或孢子)发育而来的。

关于真核生物的起源,目前被普遍接受的是“内共生学说”,该学说认为,真核生物的直接祖先可能是某种大型的原核生物,它们的体内有由细胞膜内陷而成的内膜系统和原始的微纤维系统,能够作变形运动和吞噬运动。后来,内膜系统的一部分包围了染色质,于是形成了最原始的细胞核。内膜系统的其他部分则分别发展为高尔基体、溶酶体等细胞器。 内共生学说在1970年正式提出,目前相关的理论仍在探讨中。

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