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地球上最早的生命体(细胞)是如何产生的?

2022-07-29 09:38:25 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:98

从细胞到宇宙,地球上最早的生命是如何形成的?

生命的组成离不开DNA与蛋白质这两种物质,这两种物质则离不开P、S等必备元素。早期的地球并不具备孕育生命的能力,大部分的物质在高温情况下都以气态形式存在,随着时间的推移,地球逐渐冷静下来,岩浆冷却形成了早期大陆。大约20亿年前,地球环境基本趋于温和,地表温度适宜生存,但早期的地球并不存在一些生命存在必备元素,通过近代研究得出结论,是一些陨石的到来使生命成为了可能。

经过几千年的演变,这些元素在海洋中不断的碰撞与组合,终于形成了DNA与蛋白质,生命历程正式开始。由于当时空气温度较高,最早的一批生物在海洋中诞生,但还要注意的是早期的地球并存在氧气,所以这些早期生物基本都是厌氧藻类与厌氧细菌,在经历很长时间的演变才进化出蓝藻。这些藻类的光合作用产生的氧气一部分在雷电作用下形成了臭氧层,另一部分则支持了更复杂的生命体形成。一些原核生物的出现促进了基因的交流以及蛋白质的形成,生命体形成到达了繁盛期,但随着海洋气候巨变第一次生命大爆发就此泯灭。

直到泥盆纪初期,海洋的西海运动使得生命循环再次开启,蕨类植物的诞生使得两栖动物的兴起,海洋生物正式向陆地进军。地球生命虽然经历了5次大灭绝,但每一次的生命大爆发都给地球生命历程添上了浓厚一笔,周而复始的生命循环,让每个生物都有出场的舞台,让每个生物都有自己的繁荣昌盛时期,这就是生命的意义。人类的诞生似乎是生命之幸,让生命的存在比以往更为真切。

任何生命的形成都来之不易,拥有智慧的我们更是不可求的存在,珍惜生命,敬畏生命,让生命循环的任何时期绽放光彩。

生命的组成离不开蛋白质和DNA这两种东西,而世界日夏养花网上最早的生命是由海洋里面的单细胞生物进化而来,从而进化成海洋生物,逐步变成陆地生活,而后在形成了现在的人类,生命循环在任何时期绽放光彩
以量子力学的角度来看,生命就是由一堆无机物的随机坍缩组成所产生的,通过一次随机的坍缩组合,一堆无机物成为了一个有机物,这个有机物就是第一个生命,是一切的开始。
从细胞到宇宙,地球上最早的生命是通过不断的变异和进化逐渐形成的,并且这种变化也是非常飞速发展的。
大约50亿年前,宇宙中一团弥漫的缓缓转动的气体尘埃云形成了原始太阳系。到了47亿年前,原始太阳系里一些气体尘埃云又凝聚形成了最初的地球。刚刚诞生的地球十分寒冷、荒凉,没有结构复杂的物质,当然也不会有生命。生命是随着原始大气的诞生开始孕育的。

地球上最早的生命是怎么形成的

生命何时、何处、特别是怎样起源的问题,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,是人们关注和争论的焦点。历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,下面介绍几种著名的假说,以备教学时参考。

1.自然发生说

自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。在西方,亚里士多德(公元前384—公元前322)就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。

18世纪时,意大利生物学家斯巴兰让尼(1729—1799)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。

1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说(详见《义务教育课程标准实验教科书生物学八年级上册》)。

2.化学起源说

化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

化学起源说将生命的起源分为四个阶段。

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原日夏养花网性大气”。米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象(图7)。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

3.宇生说

这一假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物,来自于其他宇宙星球或星际尘埃。持这种假说的学者认为,某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球,从而使地球有了初始的生命。但我们www.rixia.cc知道,宇宙空间的物理条件,如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对日夏养花网生命都是致命的,而且,即使有这些生命,在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中,也会因温度太高而被杀死。因此,像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的。但是,一些学者认为,一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。1969年9月28日,科学家发现,坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸,其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。科学研究表明,一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生,这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上,并在地球上演变为原始的生命。

4.热泉生态系统

生命的起源可能与热泉生态系统有关,这是20世纪70年代以来,部分学者提出的观点。20世纪70年代末,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉,在这些热泉里生活着众多的生物,包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群落生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物(如H2S)所得到的能量去还原CO2而制造有机物,然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。迄今科学家已发现数十个这样的深海热泉生态系统,它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。

热泉生态系统之所以与生命的起源相联系,主要基于以下的事实:

(1)现今所发现的古细菌,大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中,这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似;

(2)热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,与地球形成时的早期环境相似。

由此,部分学者认为,热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质,而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响,因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为,生命可能是从地球表面产生,随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命,只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此,这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的,但却是现存所有生物的共同祖先。

神秘的生命起源

从古至今,有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说,中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪,伴随着达尔文《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实,米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢?那就是在早期,地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈,比如说甲烷、氨气、水、氢气,还有原始的海洋,当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸,而这多种氨基酸,在常温常压下,它可能在局部浓缩,再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类、以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕发成生命,这就是米勒描述的生命进化的过程。

地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间,但是我们应该清醒的明白,我们距离揭开生命起源这一亘古之谜,还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物,到有机化合物到有机生命体的演化,同时还具有很多的偶然性,并不是有这种环境,有这种形成条件,它就能产生生命。有人曾经比喻说,这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有,塑料、塑料瓶子、铁,废弃金属、油,而生命,一个单细胞,就像一辆精美的奔驰车,在一阵台风过后,这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象,这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此,也许我们在这个蓝色的星球,是生命的惟一的乐园,因此请保护我们的地球,珍惜地球上的生命,我们不能奢望地球上第二次的生命起源。

生命起源是一个亘古未解之谜,地球上的生命产生于何时何地?是怎样产生的?千百年来,人们在破解这一谜底之时,遇到了不少陷阱,同时也见到了前所未有的光明。在两千五百年前的春秋时代,老子在《道德经》里写到,道生一,一生二,二生三,三生万物。用现在的话说,就是地球上的生命是由少到多,慢慢演化而来。它们有一个共同的祖先,这个祖先就是一,而这个一是由天地
希望对你能有所帮助。
源于海洋………………

地球上的第一个生命细胞是哪里来的?

“地球上的第一个细胞”的诞生,说白了就是生命的起源。

那这个所谓的“第一个细胞”是如何诞生的呢?

客观地说,目前我们并不知道。但是,我们可以通过得到的证据和实验来“猜”。

一直以来科学家都在致力于研究这个问题。那具体现在的研究成果是什么样的呢?我们可以来简单聊一聊。

地球演化

这一切都要从地球的演化说起,话说在45亿年前(也有版本认为是46亿年前。),太阳系附近的分子云发生了引力的坍缩,在引力作用下分子云形成了太阳,剩下的一些边角碎料在引力作用下来形成了各个行星。

在这时候地球经历了5亿年的演化,从一开始温度特别高,到后来逐渐冷却下来,地球有了原始海洋,但此时的大气中还没有很多游离的氧元素,因此并没有臭氧层,也就没办法抵御紫外线,因此,早期的生命应该是诞生于海洋当中的。

米勒实验

上世纪50年代有个叫做米勒的人,他和自己同事一起做了一个著名的米勒实验,在这个实验中他放入了海水模拟原始海洋,还模拟了当时地球的成分,并且加入了早期地球的一些环境特点,比如:多雷电。结果,没过多久,他就在实验装置发现了氨基酸。

依靠米勒实验,我们知道早期的地球环境中是可以通过各种化学反应出现氨基酸的堆积的,其中雷电起到了至关重要的作用。

海底热泉口

那早期的生命生活在原始海洋中的具体哪个位置呢?按照目前主流的海底热泉口假说。最早的生命应该是起源于海底热泉口附近。海底热泉口其实是一个很奇葩的地方,这里的温度达到了350~450度之间的超临界态水,并且周围是强酸强碱的环境。

照理说,这里应该属于那种没有任何生物出没的荒凉之地,可是科学家发现恰恰相反,这里不但没有荒凉,而且还生机勃勃。

那这是为什么呢?这是因为海底热泉口附近有大量的氢离子的定向流动。其实在我们身体中的细胞也存在着类似的氢离子定向流动,就是在线粒体内部。

而线粒体就是提供能量的,它大概是在距今18亿年前左右才出现的。也就是说,早期的生物是没有线粒体的,但是能量是保障基本生命活动的刚需。因此,科学家就猜测,最早的生物很可能是诞生于海底热泉口附近,并且利用周围的氢离子定向移动来给自己提供能量。

RNA世界假说

但生命活动不仅仅需要能量,其次还需要能完成最基本的生命活动,现在的生物是通过DNA指导蛋白质的合成,并且DNA自身可以通过复制一代一代传下去。

因此,早期生命应该具有一套类似的系统,否则一是无法完成最基本的生命活动,二是无法把自身的遗传物质传递下去。

但是,我们要知道的是,DNA起源是很非常晚了,由双链构成,还是呈现螺旋型的。早期生命起源时,肯定不会有这么复杂的结构。其次,科学家还发现,DNA在指导蛋白质合成时特别麻烦,就是需要通过RNA来实现。

这其实十分麻烦,而且还容易出错,毕竟要经过一个中间环节,但因为DNA双螺旋结构,DNA自身并不容易出错,这可能是生命演化的结果。

如果RNA直接复制自己,然后遗传给下一代,加上它本身就可以合成蛋白质,它岂不是就同时完成生命日夏养花网活动和遗传,并且RNA的结构也很简单。

后来,科学家在实验室里确确实实合成出了可以自我复制的RNA,所以在理论上这样的RNA是有可能存在的。

基于这些发现,科学家认为早期的生命很的遗传物质很有可能是RNA,并且由RNA来指导合成蛋白质,完成基本的生命活动。(当然,早期的细胞应该还有非常简单的细胞膜,它们包裹着RNA。)

无论是米勒实验、海底热泉口假说,RNA世界假说,实际上都是科学家在研究生命起源时,目前得到的一些被主流认同的进展。但是,我们现在还不具备充分证据证明,生命的起源到底是什么样。客观地说,以上的这些属于具有实验和观测的为基础的假说,但并非是最终理论。

最后,我们来总结一下,最早的生命大概率是出现在距今40亿年前的,原始海洋的海底热泉口附近,依赖海底热泉口附近的氢离子定向移动获取能量。它们的遗传物质并非是DNA,而是RNA,RNA可以复制和遗传自己的,并且同时完成知道合成蛋白质的工作。

第一个细胞是由核酸不断的新陈代谢演变而来的.

根据化石记录,可以确定原核生物出现在35亿年前,比真核生物早。在此之前,地球原始大气中的氮、NH₃、NH₃,CH₄,在高温、强紫外线辐射下形成含有碳化合物和生物大分子(如氨基酸、核酸碱基等)的前体。

离子或放电条件下,再经聚合形成复杂的生物大分子并在原始状态下。大分子复合体,称为聚集体或蛋白质样体,存在于海水中;随着遗传密码(核酸)的出现,有可能产生自我繁殖的细胞。

地球上“第一个生命”,是从何而来的?科学给出答案,涨知识了

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