第一個生命是什麼時候出現的
大約在 36 億年前,第一個有生命的細胞產生。
第一個生命是什麼時候出現的1
古生物學家告訴我們,大約在 36 億年前,第一個有生命的細胞產生。 生命的起源和細胞的起源的研究不僅有生物學的意義,而且有科學的宇宙觀的意義。
細胞的起源包含三個方面;
①構成所有真核生物的真核細胞的起源;
②與生命的起源相伴隨的原核細胞的起源;
③最新發展的三界學説,即古核細胞的起源。
生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源。因而,生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。 大約在66億年前,銀河系內發生過一次大爆炸,其碎片和散漫物質經過長時間的凝集,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。接着,冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能,再轉化為動能、熱能,致使温度升高,加上地球內部元素的放射性熱能也發生增温作用,故初期的地球呈熔融狀態。高温的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異,重的元素下沉到中心凝聚為地核,較輕的物質構成地幔和地殼,逐漸出現了圈層結構。
這個過程經過了漫長的時間,大約在38億年前出現原始地殼,這個時間與多數月球表面的`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的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”後元素的演化。
資料表明前生物階段的化學演化並不侷限於地球,在宇宙空間中廣泛地存在着化學演化的產物。在星際演化中,某些生物單分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中。
接着在行星表面的一定條件下產生了象多肽、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,即具有原始細胞結構的生命。
第一個生命是什麼時候出現的2
最早的生命痕跡可以追溯到40億年前的冥古宙,但在地球伊始,地球如何,以及在哪裏孕育出第一個生命,如何從一個死氣沉沉的無機世界,變成充滿的生命的有機星球,仍是一個個未解之謎。
無論生命起源在何處,以何種方式發生,都取決於三個關鍵的要素。
首先,地球上所有已知的生命形式都需要液態水。所有的活細胞,即使是那些在沙漠生態系統中生存的細胞,大部分也都是由水構成,因此地球上的第一個細胞肯定是在水環境中產生。
其次,生命活動需要能量。目前,生命的主要能量來源是太陽能,但在早期的地球上,閃電、小行星撞擊、地球內部的熱量、礦物的化學能,都有可能是生命能量的來源。
第三,生命依賴於多種化學元素,這些元素以優美的'幾何形狀組合在一起,才形成基本的生物分子。
原始湯理論
早期地球
二十世紀初,科學家就已經意識到這一點。於是在1924年,二十多歲的俄國化學家亞歷山大·奧帕林提出了原始湯理論:在富含有機物的水域,有機分子以某種方式聚集在一起,並自發形成一個可以自我複製的化學系統,生命的種子開始萌發,生命起源於海洋的基調被奠定。
但是理論畢竟是理論,需要實驗去驗證。奧帕林及其同時代的科學家,並沒有在實驗中實現由無機物向有機物的轉變。
直到1953年,美國芝加哥大學年輕研究員米勒和他導師尤里,設計出具有里程碑意義的實驗,才敲開了生命起源的大門。
米勒實驗
他們用裝有水的玻璃燒瓶模仿地球原始海洋,用另一個裝有甲烷,氨和氫的燒瓶模擬早期的大氣,用試管連接燒瓶,電極模擬雷電,同時輕輕地將水煮沸,讓裏面的化學物質循環。
實驗開始時,水是純淨透明的,但幾天後,溶液變黃,黑色殘渣開始在電極附近堆積,水和簡單氣體反應產生大量包括氨基酸在內的有機分子。
米勒實驗最大的成功之處在於巧妙地耦合了早期地球的各種複雜特徵:水汽循環、熱力梯度、化學反應等,以一種看似合理的方式揭示了生命起源的過程。
在後續的實驗中,其他科學家成功合成了其他關鍵的生物分子,例如形成細胞膜的脂類、高能量的糖,以及構成遺傳物質的核糖,生命如何起源的問題似乎已經不成問題。
然而,米勒所創造的構成生命的分子模塊僅僅是漫漫生命之路的第一步,它們需要連接形成構成蛋白質的肽鏈,需要鏈接成RNA,這些大分子容易在宇宙輻射或太陽紫外線照射時斷裂,因此,大分子最好是在破壞性較小,能量較低的區域完成,深海無疑是個好地方。
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