生命是如何演变而来?

参与评论

评论

登录后参与评论

全部评论(1条)

• 

  *baolai1962 2014-07-21 00:00:00

  神秘的生命起源 在我们居住的这个美丽的浅蓝色星球上，繁衍生息着十几万种微生物，30多万种植物和100多万种动物，那么人们不禁要问，如此丰富多样的生物Z初是从哪里来的呢？ 科学家研究发现，今天我们地球上的生物，无论大小，都是由细胞组成的，细胞里与生命活动有关的主要是一些结构复杂的生物分子，这些生物分子是怎样起源的呢？故事得从地球的诞生讲起。 那是在大约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Z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。 在早期太阳系里，一些处于原始状态的天体频繁和幼小的地球相撞，这一方面增大了地球体积，另一方面运动的能量转化为热能贮存在了地球内部。撞击不断地发生，地球内部蓄积了大量热能。地球的平均温度高达摄氏几千度，内部的金属和矿物变成了融融的炽热岩浆。岩浆在地球内部剧烈运动着，不时冲出地球表面形成火山爆发。在原始地球上，火山爆发十分频繁。随着火山爆发，地球内 部一些气体被源源不断地释放出来，形成了原始大气。不过，这时的地球上仍然没有生物分子。 在以后的岁月里，由于日积月累，原始大气中的水蒸气越来越多，地球表面温度开始降低。当降低到水的沸点以下时，水蒸气就化作倾盆大雨降落到了地面上。倾盆大雨不分昼夜地下着，形成了Z初的海洋，这为生命的诞生准备了摇篮。 那时地球表面的温度仍然很高，到了大约36亿年前，海水的温度已降为80℃左右，然而在此之前，原始生命就已悄悄孕育了。 生命的诞生与原始大气十分有缘。据推测，原始大气的主要成份是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气、氨气。这些简单的气体分子要想成为生物分子，就必须变得足够复杂。合成复杂物质是需要消耗能量的。 值得庆幸的是，在原始地球上有各种形式的能量可供利用。首先，原始大气没有臭氧层，阳光中的紫外线可以毫无顾忌地进入大气，这为地球带来了能量。其次，原始大气中会出现闪电，闪电是一种能量释放现象。再次，原始地球上火山活动频繁，火山喷发可以释放大量热量。 简单的气体分子在吸收了能量之后，它们会变得异常地活泼，进而产生化学反应，形成复杂的(生命)物质。美国的科学家米勒是diyi位模拟原始地球的大气的条件，成功地合成出复杂（生命）物质的科学家。 第二集 生命怎样诞生 米勒设计了一套玻璃仪器装置。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球的大气，主要有氢气、甲烷和氨气。在实验过程中，需要把烧瓶里的水煮沸，这模拟的是原始海洋里的蒸发现象。球形的电火花室里外接有高频线圈，使电极可以连续火花放电，这模拟的是原始地球大气中的放电现象。放电进行了一周，让米勒惊喜的是，实验中产生了多种氨基酸。 氨基酸和核苷酸是动植物体内普遍存在和ZZ重要的两种生物小分子，它们是建造生命大厦的砖块和石头。 由不是生物体基本结构单元的无机小分子演变为生物小分子，这无疑是生命进化过程中至关重要的一步，但是呢，由于生物小分子毕竟过于简单，只有它们演变成更为复杂的生物大分子之后，才能导致生命的诞生。 在原始地球上，自然合成的氨基酸和核苷酸随雨水汇集到湖泊海洋里。矿物粘土把这些生物小分子吸附到自己周围，在铜、锌、钠、镁等金属离子催化下，许多氨基酸分子通过脱去水分子而连接在一起，形成更为复杂的分子，也就是蛋白质分子。同样，许多核苷酸分子可以通过脱去水分子而连接在一起，形成更为复杂的分子，也就是核酸分子。 核酸是生物的遗传物质，生物体生长、繁殖、行为和新陈代谢的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列顺序中，可以说，每一种核苷酸排列顺序都是一篇记录着生命信息的文章，书写的文字就是核苷酸。核酸是生命的信息分子，对于生命是重要的。然而核酸的功能却是通过蛋白质来实现的，就连核酸本身的复制都需要蛋白质参与。 原始地球的湖泊海洋里出现了核酸和蛋白质以后，也许有人认为生命从此就诞生了，因为自然界中一些病毒就是由核酸和蛋白质组成的，而类病毒就更是简单得可怜，只是一个核酸分子，这个核酸分子能侵入植物细胞并使植物得病，马铃薯纺锤状块茎病就是这种类病毒感染的结果。 病毒和类病毒只能在活细胞内生存繁殖，至于是不是一种生命形式，目前还存在争议。 生物为了适应环境，在进化过程中，它必须从简单到复杂、从低级到高级这样一个过程当中进行演化，而一个简单的分子，在传宗接代过程中是无能为力把其它物质聚集在自己周围的，它必须形成具有一定结构的复杂形态的实体。 在原始海洋里，随着时间推移，自然合成的生物大分子浓度越来越高，Z终形成了具有一定形态结构的分子实体，并进一步进化为Z原始的生命。 第三集 遗传物质的进化 众所周知，核酸是当今地球上所有生物的遗传物质，它携带着生命信息，又能自我复制。核酸有两种：一种是核糖核酸，又叫RNA，在RNA病毒和类病毒中，RNA携带着全部生命信息；另一种是脱氧核糖核酸，又叫DNA，它是目前绝大多数生物的遗传物质。 种种迹象表明，原始地球上首先出现的复杂分子可能是RNA，为什么这样说呢？ 首先，RNA分子比较简单，只有一条链，DNA分子却很复杂，有两条链，按照进化规律，简单的分子总是Z先出现。其次，DNA分子自我复制时离不开酶，酶的本质是蛋白质，在原始地球上，在蛋白质没有产生以前，DNA分子是无法完成自我复制的，然而有些RNA分子本身就有酶的活性，在原始地球条件下，即使没有蛋白质，RNA也可以完成自我复制。 在生命起源中，RNA先发生的学说能够被科学界更多的学者所接受，但是要想真正地证明RNA是Z早发生的遗传物质，还存在很多的问题，Z大的问题是，要想在模拟原始的条件下合成RNA非常困难。 长期以来，人们总以为只有核酸才是遗传物质，近年来生物学家发现，疯牛病、疯羊病的病原体是朊病毒，朊病毒的本质是蛋白质，可以自我复制，这启发人们，蛋白质也可以作为遗传物质。 其实，和核酸一样，蛋白质的分子结构十分规则，而且也有螺旋结构。科学家长期研究后发现，蛋白质完全具备遗传物质的条件，能够贮藏、复制和传递生命信息。 我们知道，蛋白质是由氨基酸组成的，通过氨基酸和氨基酸配对，可以把遗传信息传递给下一代。 通过实验，刘次全研究员提出了氨基酸的配对模型，并且在此基础上，绘出了一张很有特色的遗传密码表。 在原始地球上，Z早能够进行自我复制的分子可能是蛋白质，那时的蛋白质既能贮存或传递遗传信息，又能执行特定的生物学功能。 对于原始生命来说，蛋白质的这种性质是十分经济的，后来随着生命进化，蛋白质贮存或传递遗传信息的功能交给了RNA，然而RNA不够稳定，随着生命继续进化，又出现了DNA，DNA是后来才出现的遗传物质。 DNA作为遗传物质的好处是：diyi，DNA的某些部位与RNA相比，少了氧原子，氧原子是非常活泼的，这样DNA更加稳定，能够更好地保存生命信息，第二， RNA是单链，如果受到损伤，生命的信息势必丢失，DNA则是双链，一条链发生损伤后，可以根据另一条链进行修复，生命信息不易丢失。 因而，今天地球上的生命选择了DNA作为遗传物质，这也是生物在自然界中长期进化的结果 !

  赞(11)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论