地球原始生命是怎样诞生的？

生命是怎样诞生的~

一般认为生命是由化学物质从无机到有机演化而来的。地球原始大气富含甲烷、氨、二氧化碳、水汽等，这些气体在外界高能（紫外线、闪电、高温）的作用下，首先合成氨基酸、脂肪酸等小分子有机化合物。这些小分子有机化合物，在适当的条件下，可以进一步结合成更复杂的蛋白质、核酸等大分子有机物质，经过进一步演化，终于产生了能够不断地进行自我更新的、结构非常复杂的多分子体系，由此产生了原始生命。当非细胞形态的原始生命在地球上出现时，由于大气中仍然缺氧,因此,它们一定是厌氧和异养类型。地球约形成于约距今46亿年，从澳大利亚发现的距今35亿年的瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石表明，生命的起源亦即化学演化过程，应发生在地球形成后约11亿年。生命的产生是地球演化史上的一次最大的飞跃，使得地球历史从化学演化阶段推向生物演化阶段。

最初的生命应是非细胞形态的生命，为了保证有机体与外界正常的物质交换，原始生命在演化过程中,形成了细胞膜,出现了细胞结构的原核生物。细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元，细胞的产生是生命史上的一次重大的飞跃。当前，地球上发现最早具细胞结构的可靠化石是瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。

地球上蛋白质和核酸的出现，标志着化学演化已经进入了一个重要阶段。作为一个基本事实是，有了蛋白体，生命也就诞生了。生命的诞生，是地球开天辟地以来的大事件，是地球上非生命物质向生命物质转化的里程碑。

蛋白质和核酸虽然都是重要的生物大分子，但不能说是活的。只有蛋白体才称得上生命。蛋白体是一个由蛋白质和核酸组成的多分子体系，它具有形成“相”的能力，用自己的表面与原始海洋的水分开。但它又以开放系统的形式和环境发生相互作用。蛋白体具有2大特征：①它与无机界中的总倾向熵值增加相反，具有减少熵值的特性。蛋白体中分子和无机界中分子的无规则的热运动不同，它具有规则化秩序性。蛋白体的减熵或秩序性是靠源源不断地从外界补充物质、能量、信息来维持的，或者说是靠蛋白体从环境中吃进负熵来维持的。其实这种过程用生物学的语言来表述就是蛋白体的新陈代谢，即蛋白体与环境进行物质与能量的交换。如果这种交换一旦停止，蛋白体的多分子体系从有序变为无序，熵值就会增大，蛋白体也就解体。所以说新陈代谢乃是蛋白体第一个重要的特征。②蛋白体在新陈代谢的基础上自我保存，自我再生或自我繁殖的能力。

从蛋白质和核酸到蛋白体似乎只需迈出一步，但这一步在自然发生的过程中，却是显得步履维艰。原始海洋虽然在相当长的时期内，积累了丰富的有机物。如氨基酸、核苷酸、卟啉、核酸和蛋白质等，其含量可能达到1％，但即使这样高的浓度，蛋白质和核酸的多分子体系还不能形成。那么，蛋白体到底是怎样形成的呢?关于这个问题，目前还存有不同的解释。一种是通过蒸发作用、冷冻作用或黏土的吸附作用，使蛋白质和核酸得到浓缩，在浓缩的过程中，蛋白质和核酸相互作用，建立某种关系，然后再由已形成的膜把它们包围起来，形成多分子体系，这种解释缺乏实验根据，令人难以置信。当然通过浓缩途径来加速蛋白质与核酸相互作用这一点还是可取的。

另一种解释是类蛋白微球体学说，这是美国学者福克斯等提出的。他认为类蛋白在热地区聚合成功以后，遇到雨水的冲刷，进入原始水域时，会聚集成为大小一致的微球体。类蛋白变成微球体的过程，就像下汤圆那样简单。由模拟实验得到的微球体外表很像细胞。它们大小一致；具有双层结构的外膜，借以与水分开。它们还有新陈代谢的现象，而且能像酵母菌那样进行出芽繁殖，但微球体并不含有核酸。于是福克斯等认为，生命起源先形成微球体，然后由微球体为核酸后来的发展提供了独特的环境。

再有一种解释就是著名的团聚体学说了。根据胶体在水中凝聚成团聚体的现象，苏联学者奥巴林提出，团聚体是生命起源最初模型的设想。奥巴林通过实验用天然蛋白质、核酸、多肽和多核苷酸溶液在一定的温度和酸度的条件下，分离出了团聚体。这种团聚体也有代谢现象，加入叶绿素还具有微弱的光合作用的能力，而且也会生长、繁殖。据此，奥巴林等认为，团聚体的形成过程是最早的多分子体系形成的合理过程。有人曾在研究数百米至数千米处的海水时，用电子显微镜观察到类似团聚体的结构。

最初形成的多分子体，可以是多种多样的。这些多分子体系大多和现在的生命类型不同，有的只含有蛋白质分子，就像福克斯所制备的类蛋白微球体那样；有的是由蛋白质和类脂或者蛋白质、多糖和类脂组成的多分子体系。当然其中也有蛋白质与核酸组成的多分子体系。最初所有这些生命类型都有发展能力，只是在以后的发展中才显示出高低来。

蛋白质和核酸组成的体系很像现在的病毒，也许它们的分子量可能还要比现在的病毒小些。它们应该是非细胞形态，蛋白质在外，核酸居中，很像元宵，我们不妨称它们为原病毒。它们生活在“原始海洋”中，最初的细胞是由这类原始的、自由生活的原病毒演变成的。现今的病毒只是未变的原病毒的后裔，在细胞出现后，它们发展成了适应寄生生活的类型。按照这个假设，噬菌体该是病毒中最原始的类型；其他病毒则是随着更高寄生生物出现，由此逐渐转移演变而来的。但是有不少人认为病毒是退化生物，是由细菌逐渐退化而来的；还有人认为病毒是逃逸生物，是细胞内逸出的染色体物质或核酸片段。按照这两种假设，非细胞阶段生命类型看来已绝灭，没有留下后代。

原始海洋中的有机物十分丰富，“居民”极为稀少。所以，原始生命好像生活在水栖乐园那样，不愁“吃”、“喝”，自由自在。但随着各种各样的原始生命类型的形成和繁殖，原始海洋中的矛盾也就日益尖锐了。首先多分子体系大量消耗吞噬现成的有机小分子。随着有机物的减少，多分子体系之间也开始角逐。在长期自然选择过程中，蛋白质和核酸的生命类型，在它的内部多核苷酸和多肽之间出现了密码关系时，这种生命类型就能获得完善保存信息的能力。于是，蛋白质和核酸组成的生命类型以压倒的优势战胜了其他类型的多分子体系。

病毒

原始生命在斗争中完善，在斗争中发展。原始生命内部的核酸和蛋白质之间最初建立的密码关系一定是很简单的。随着生命的进化，核酸分子越接越长，关于这点可以从病毒到细菌再到高等动物的细胞中，DNA越来越长，遗传信息越来越多得到说明。另外在原始生命中，有的和现在病毒相似，它们或含有DNA和蛋白质，或只含RNA和蛋白质；有的原始生命与现在病毒不同，它们兼含DNA与RNA两种核酸和蛋白质。最初，很可能DNA、RNA均可与蛋白质建立密码关系，都可以指导蛋白质的合成。只是DNA分子具有稳定的双螺旋结构，在自然选择中它最有利充当遗传物质的角色，所以在现今的生物中，除病毒外，遗传大权都由DNA独揽了。

原始生命是非细胞形态，它们自己不会制造有机物，加上大气中没有氧，所以它们过着异养(吃现成)和厌氧的生活。经过长期演化，大约在距今35亿年前，原始生命内部结构逐渐复杂化，并且形成了细胞膜，在自己外围筑起了一道界膜。由于这层特殊结构，有效地控制了物质的进出，让养料流入，废物排出，使原始生命转化为原始细胞。“随着第一个细胞的产生，整个有机界的形态形成的基础也产生了”。我们看到的现代生物都是以细胞形态存在的。即使是非细胞形成的病毒也必须侵入细胞才能繁殖，细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元，也是生命史上的一个巨大创新。

原始地球上没有游离氧，大气圈中也没有臭氧层，紫外光能长驱直入。这种条件有利于原始地球化学化，有利于有机物的积累，有利于生命的起源。生命一旦形成以后，紫外光就会杀伤生命，而且原始海洋中的有机物也会被耗尽。长此以往，厌氧、异养的原始生命的发展便要受到限制。可是天无绝“命”之路。化学演化中早已合成了叶绿素的核心卟啉环。生命具有无限的变异潜力，在厌氧的生物中发展出一种含叶绿素的蓝藻。它们利用光能进行光合作用，把无机物直接合成有机物。从此，生命自己解决了“粮食”问题。

光合作用产物之一——氧，使大气圈逐渐产生了臭氧层。臭氧屏障，阻止了紫外辐射，保护了生命。光合作用产生的氧，还促使还原性大气向氧化性大气转化，从而使生物由无氧酵解向有氧氧化发展，大大提高了生物能量代谢的效率。

自养生物利用光能把水、二氧化碳和氨盐合成了糖和蛋白质等有机物。异养生物通过吃自养生物又把有机物分解成水、二氧化碳和氨盐等，从此生物界出现了自养和异养、合成和分解的矛盾。由于这两对矛盾的对立统一组成了一个完整的生态系统，为以后的生命大发展开辟了崭新的道路，于是细胞出现了。

后来，随着细胞进一步的发展，细胞本身里边出现了细胞核。细胞核的主要成分是染色体，这是一种核蛋白，是核酸和蛋白质的结合物。染色体被核膜包围着，形成了细胞核，有细胞核的细胞，叫做真核细胞。现在绝大多数生物的身体，都是由真核细胞所组成。

细胞有个基本特点，它能够一分为二。1个细胞在一定条件下，能够分裂成2个子细胞。每个子细胞长大以后，又能够一分为二。这样继续不断地分裂，细胞就越来越多了。

最早的动物都是单细胞动物，分裂产生的子细胞仍旧单独生活。多细胞动物是后来才发展起来的。这就是说，在进化的过程中，某些单细胞动物的遗传性发生了变化，它们所产生的子细胞动物的遗传性也发生了变化，它们所产生的子细胞彼此不再分开，联合成细胞集团。

单细胞动物

最早的细胞集团也是很简单的，许多细胞虽然联合在一起了，仍然各自管自己的生活。慢慢地，有些简单的细胞集团起了很大变化，联合在一起的细胞逐渐分化，成为各种器官，来分担生活上的各种工作，这样，细胞之间就开始分工合作。有些细胞发展成一根管子，管子的开口就是嘴。这根管子专门消化食物，把营养物质供应给所有生活在一起的细胞。有些细胞发展成为神经。神经能将消息从这一部分传达到另一部分，好像电话线一样。后来动物长大了一些，有些细胞又发展成为血管系统，营养物质就可以通过血管输送给体内所有的细胞。因为有些细胞已经离开消化道很远，不能直接从消化道取得营养物质了。

现在还不知道这些复杂的变化经历了多少亿年。因为那些古老的动物又微小又柔软，很不容易留下化石来。不过我们已经知道，在5亿~6亿年以前，所有的最重要的无脊椎动物都已发展出来了，在自然博物馆里，就陈列着它们的化石。

地球46亿年的历史几分钟说给你听。

地球生命是如何诞生的？从45亿年前至今或经历过这些

海洋是生命的摇篮

在地球诞生之初，地球跟其他星球一样，是一个荒芜的星球，没有任何生命。随着地球一步步变化，地球上产生了水蒸气，水蒸气又降落在地球表面的坑洼之处，就形成了原始海洋，正是这些原始海洋成为了生命的摇篮。

原始海洋中的盐分比较低，各种化学元素的含量却异常丰富，这就为生物的诞生提供了物质基础。

生命诞生需要的能量和温度

仅仅具备了物质基础还不够，生命的诞生还需要能量，好在由于当时大气中没有游离的氧，高空中也没有臭氧层阻挡，太阳辐射的紫外线不会像现在一样被臭氧层吸收，所以紫外线能直射到地球表面，成为合成有机物的能源。

有了物质基础，又有了能量输入，再加上雷电等作用，原始海洋中就慢慢出现了蛋白质、核酸等生物大分子。这些生物大分子的出现是生命诞生历史上的第一步。

化学家曾在实验室内模拟过这一过程，初步证实了这一假说。

再加上地球在宇宙中独一无二的位置，也为生物的诞生提供了温床。地球在太阳系中离太阳不远也不近，正是这样得天独厚的位置导致地球上的温度既不会太高，也不会太低，为后来生命的诞生提供了先决条件。

生命诞生的一系列化学反应

形成的生物大分子在原始海洋中漂荡，那时它们是直接裸露的，这样它们的结构就很容易受到环境的影响。后来海洋中磷脂分子也出现了，磷脂分子有亲水性的头部和疏水性的尾部，这样的特殊结构决定了它特别容易在水中形成囊状结构。

于是在某个神奇的瞬间，磷脂形成的囊和蛋白质、核酸等相遇了。在某种外力的作用下，磷脂把蛋白质、核酸等生物大分子包裹了起来，就这样最原始的细胞诞生了！

磷脂形成了原始的细胞膜，为蛋白质、核酸提供了相对独立的空间，这是生命进化历程中里程碑般的进步。有了第一个细胞，生命不断进化，又形成了多细胞生物，这些多细胞生物又进一步进化，最终形成了丰富多样的海洋生物，有一天，一部分海洋生物从海洋爬到了陆地上，又开始了新的征程。

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