地球上是怎样“从无到有”开始有生命迹象的?——生命的大诞生时刻

如题所述

第1个回答  2022-06-13
1 模拟生命的最初

1953年,芝加哥大学的研究生斯坦利 米勒拿着两个长颈烧瓶——一个盛着一点水,代表远古的海洋,一个装着甲烷、氨和硫化氢的气体混合物,代表地球早期的大气,然后用橡皮管子把两个瓶子一脸,放了几次电火花算作闪电。几个星期以后,瓶子里的水呈黄绿色,变成了营养丰富的汁,里面有氨基酸、脂肪酸、糖以及别的有机化合物。

科学家现在可以肯定,早期的大气根本不像米勒和尤里的混合气体那样已经为生命的形成做好了准备,而是一种很不活泼的氮气和二氧化碳的混合物。无论如何,问题不在于制造氨基酸而在于蛋白质。大量的氨基酸按正确的顺序连接才可以形成蛋白质,而有了蛋白质还不够,还需要DNA不断的复制自己。DNA是复制专家。要是没有膜把DNA、蛋白质和别的生命要素包裹起来,他们也不可能兴旺发达。原子和分子不会独立形成生命。

厨房里的原材料把自己烤成了蛋糕,所以我们说生命是奇迹。

2 生命的元素并不多

是什么促成了这神奇的复杂结构呢?

与生命有关的反应实际上比比皆是,大自然里许多分子聚在一起形成长的链子,我们称为聚合物。

赋予我们生命的没有什么奇特的东西。要是你想制造另一有生命的物体,你其实只需要四种元素,碳、氢、氧、氮,加上少量集中别的东西,主要是硫 磷钙和铁。把三十做种这类混合物混在一起,形成糖、算和其他的基本化合物,你就能制造任何有生命的物体。

要形成蛋白质,需要把单体变成聚合体包含一种反应,即生物学上的“脱水缩合”。要是你弄湿了单体,单体就不会变成聚合物——除了在制造地球上的生命的时候。情况怎么是这样发生的,为什么会发生,而不是那样发生?这是生物学上一个没有答案的大问题。

直到20世纪50年代,还认为生命的存在不超过6亿年。到了70年代,几位大胆的人士觉得也许在25亿年前就有了生命。如今决定的是25亿以前就有了生命。地球表面是到了大约39亿年才变成固体的。

3 生命的种子是天外来客

早在1871年开尔文勋爵本人就认为,生命的种子可能是陨石带到地球上的。一直以来,这种看法被认为是一种极端的观点,知道1969年9月的一个星期天,默奇森上空爆炸,石块如雨点般落下,这种陨石很罕见,名叫碳质球粒陨石。科学家们发现,这些石头上布满氨基酸总共有74中,期中8种与形成地球上的蛋白质有关,,还含有一系列复杂的糖,名叫多羟基化合物。现在认为哈雷彗星大院25%是有机分子。这类陨石经常落在一个合适的环境,于是你就有了生命所需的基本元素。

4 大诞生时刻

有一小囊化学物质躁动一下,于是就有了生命。他吸收营养,轻轻的搏动记下,经历了短暂的存在。它将自己一分为二,产生l两个新个体,一小袋遗传物质从一个生命实体复制到两个生命实体,此后这样延续下去,在没有停止过。所有的生命都是一家。

4.1 维多利亚 贝内特的研究

你找不到真正的微生物化石,海洋的泥土在变成石头的过程中,把微生物烘烤没了。我们只能看到微生物残留的化学物质。

比尔 康普顿 发明了世界上第一台“灵敏高清晰度离子显微探测器”,这种仪器通过个定名叫锆石的微笑矿石李铀的衰变率,精确的测定这些石头的年代。

在太古的世界里,在20亿年时间里,细菌是唯一的生命形式,他们或者,他们繁衍,他们数量增加,但是没有表现向发展到另一个更富挑战性的生存层面。

4.2 光合作用

在生命的头10以年的某个时候,藻青菌、蓝绿藻学会了利用大量存在的资源,存在于水中特别丰富的氢。他们吸收水分子,吃掉了氢,排除了氧气,这就是光合作用。“光合作用无疑使本星球的生命史上创造的最重要的新陈代谢方法”,光合作用是由细菌而不是由植物发明的。

氧气从根本上讲,是有毒的,我们的白细胞实际上就是靠氧气来杀死细菌的,我们细胞里的氧气浓度,只有大气里的大约十分之一。起初,他们所产生的额外的氧煤油积聚在大气里,而是与铁化合,成为氧化铁,沉入原始的海底。有几百万年的时间,世界真的生锈了——这个现象有条形铁矿生动的纪律下来,我们今天的世界储存了大量的铁矿石。

大约在35亿年以前,更加坚强的东西变得显而易见,藻青菌有黏性,会粘住灰尘和沙粒,形成有点古怪有坚固额结构,形成叠层石,叠层石有时候看上去像巨大的花椰菜,有时候又像毛茸茸的地毯,是一种有生命的岩石,有的种类的原始生命就生活在表面,这是世界上第一个生态系统。

叠层石没有光泽,看起来像大团的牛屎,这确实是快约时间的旅行。沙克里湾的叠层石是地球上精华最慢的生物,也肯定是现在最稀有的生物之一。

4.3 线粒体的入侵

生命为什么花了很长时间才复杂起来?原因之一,就是世界不得不等待,直到简单生物在大气中充入了足够的杨。大约花了20亿年。一旦条件成熟,突然之间,出现了细胞器,而那个被俘虏的细菌就变成了线粒体,使得复杂的生命的出现成为了可能。要是没有线粒体,我们两分钟都活不到,他们保有自己的DNA RNA,这个寄主已经在你的家里待了10亿年。