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地球上的第一個生命從何而來

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起源深海。

地球上的第一個生命從何而來1

地球上最早誕生的是單細胞生物。其產生歷程為:海洋提供豐富的化學元素的物質基礎,紫外線到達地球成為合成有機物的能源,有了物質基礎和能量,加上雷電的作用,生命才真正意義的開始。

接下來海洋中慢慢有了蛋白質,核酸,和後來在海洋中出現的磷脂分子神奇的相遇,在某種外力作用下最終結合,形成第一個單細胞。另外,地球上要形成生命還需要極其苛刻的條件,能量和温度要恰到好處,地球環境要適宜和穩定,還要有大氣層的'保護。

單細胞生物不斷進化形成多細胞生物,多細胞生物又不斷進化才有了豐富多樣的海洋生物,海洋生物爬上陸地,又開始征程。最終經過漫長的進化形成了今天的人類和這個多姿多彩的世界。

地球上的第一個生命從何而來
  

擴展資料:

世界上第一個生命為單細胞生物。地球上最早的生物大約在距今35億年前至41億年前形成,原核生物是最原始的生物,如細菌和藍綠藻且是在温暖的水中發生。

生物可以根據構成的細胞數目分為單細胞生物和多細胞生物。單細胞生物只由單個細胞組成,而且經常會聚集成為細胞集落。

單細胞生物包括所有古細菌和真細菌和很多原生生物。根據舊的分類法有很多動物,植物和真菌多是多細胞生物。變形蟲算作單細胞動物,它的一些種類卻算作粘菌,帶鞭毛的鞭毛蟲如眼蟲有時被歸為單細胞藻類或者是單細胞動物。

地球上的第一個生命從何而來2

生命的種子是怎麼起源的?

正如前文所述,只要時間足夠長,重複的次數足夠多,凡是有概率發生的事情都可能會發生,雖然演化出生命的概率極低,但是宇宙已經存在了138億年,而就拿銀河系來説至少都有數以百億計的類地行星,在如此大的基數面前,演化出生命的可能性當然就極大地提高了。

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簡單地問一個問題:你覺得一個地球在幾億年的時間演化出生命,和銀河系的一百億顆“地球”在100多億年時間裏演化出生命,這兩者的可能性誰更高?答案當然是後者了。

生命的種子是什麼?

在地球上存在着不少的嗜極生物,它們能夠在我們難以想象的惡劣環境,如高温、高壓、乾燥、寒冷、強酸甚至是真空的環境中生存。除此之外,一些細菌的孢子在不受輻射破壞的情況下,還能夠以類似冬眠的方式存活數百萬年之久。科學家據此認為,生命的種子不是想象中的高級生命,而應該是一些簡單的.但是生存能力極強的微生物。

小行星、彗星上為什麼會有生命的種子?

宇宙中的天體碰撞事件隨時都在發生,當某個擁有生命的星球發生一些規模較大的碰撞後,就可能會產生很多具有很大動能的碎塊,它們可以輕易地擺脱星球引力的束縛,進而在宇宙空間中流浪,從此變身為小行星或者在某個低温環境中形成彗星,而在它們身上就可能攜帶着這顆星球上的微生物。

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科學家認為,即使是這些微生物在漫長的星際旅行中死亡,如果構成它們的物質降落到合適的星球上,那也可以極大地加速這顆星球生命演化的進程,因此也可以將其視為生命的種子。

有沒有相關的證據?

科學家已經在地球上發現了來自火星的隕石,這就説明了“一顆星球的碎塊飛到另一顆星球”這種現象在宇宙中是普遍存在的。1969年9月在澳大利亞發現的富含有機物的“默奇森隕石”,以及2009年8月 NASA 在一顆彗星上發現了大量的有機物,這些都可以算是比較有力的證據。

除此之外,在1976年的維京號火星計劃中,科學家發現在火星土壤中疑似存在某種生命的代謝物。2001年,一個來自英國和印度的研究團隊,在距離地表41公里的高空發現了兩種細菌與一種真菌,他們嚴重懷疑這些微生物是來自於外太空。

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種種跡象表明,“生命,並不是起源於地球”這個觀點是站得住腳的,我們完全可以相信,在浩瀚的宇宙中,只要有一顆星球產生了生命,就有可能將生命的種子散播到宇宙空間,從而讓更多的宜居星球演化出生命,如果這種假設成立,那就意味着我們人類在宇宙中絕不是孤獨的。

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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

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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。

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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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深海起源

1977年,深海生態系統意外發現。在深海黑煙囱附近,生物常年與陽光隔絕,微生物是主要的能源生產者,它們發揮着與植物相同的生態作用。

在這裏,含有氧氣的冰冷海水和熾熱的火山噴出物,以及富含硫的礦物混合,形成有機物和能量來源。這種奇特的生態系統致使地質學家邁克爾羅素開始倡導生命始於熱液噴口。

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洋脊

隨着在大西洋和太平洋的洋脊發現豐富的熱液生態系統,生命始於熱液噴口觀點逐漸確立,深部起源假説已經被廣泛接受。相比被彗星和小行星撞擊的地球表面,深海生態系統將為生命的起源和進化提供一個比洋表更有利的位置。

除此之外,深層油井,南極千米深的冰層之下,乾燥沙漠的深處,微生物都比比皆是,預示着生命似乎可以不依賴於陽光而生長,這些生物附着在礦物表面茁壯成長,水與巖石的相互作用為生命提供化學能量。因此,熱液噴口起源被廣泛接受,成為一種可行的、但未經證實的米勒地表起源假説的替代方案。

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但是隨着對細胞的深入研究,許多科學家發現生命起源於海洋的假説存在一個根本問題:構成生命基石的有機大分子可以在水中分解,蛋白質和核酸的鏈接處很容易受到大量水分子攻擊而斷裂。

水悖論

1986年,已故的生物化學家羅伯特夏皮羅在其著作《起源》中寫道:在碳化學世界中,水是大分子最大的敵人,因為分子可以被水分解,這就是水悖論。

在生物體內,細胞通過限制水在細胞內的自由流動來解決分子被水分解。因此,流行的細胞質圖像通常是錯誤的。生物課本中描述的細胞基質只是一個容納所有東西的袋子,所有東西都可以遊動,這並不正確,細胞基質是凝膠體而不是單純的水,生物必須控制水的通量。

因此,廣闊的海洋環境可能並不利於生命形成,它無法使化學物質濃縮。生命的關鍵分子及其核心過程只能在相對較淺的水域中形成,水環境必須高度濃縮,甚至有時會完全變幹,在乾濕交替的陸地環境中,生命才可以形成。