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  • 1 # 甜膩膩的歌聲

    我們居住的地球上已經有由低階到高階的多種生物生存。這些生物是怎樣產生的?顯然這是在地球發展到一定階段才產生的,並且是不斷進化的。在這過程中,生命經歷了從低階到高階的演化,一些新的物種產生了,另一些老的物種消滅了。 要了解生命的起源,還應該從地球本身的起源和演化說起。而在考慮這演化過程正如上面所說的不能僅考慮力學,更重要的是化學的演化。一般說來,原始太陽星雲物質分為三大類:"氣"、"冰"和"岩石"。"氣"主要是氫和氦,約佔原始太陽星雲重量的98%;所謂"冰",包括碳、氮、氧、氖、硫、氬、氯等(大部分以氫化物形式存在,如甲烷、氨、水、硫化氫、氯化氫等)約佔總重量的1·5%;所謂"岩石"包括鈉、鎂、鋁、矽、鈣、鐵、鎳等(大多以矽酸鹽和氧化物形式存在)約佔總重量的0·5%。 在太陽系形成的過程中,核心因引力塌縮,基本保持了原始太陽星雲的成分。內行星(水、金、地、火)因質量小,溫度高,丟失掉了絕大多數的"氣",外行星(木、土、天王、海王、冥王)質量大,溫度低,但也丟失了一部分的"氣"。 在老一點的觀點中認為:地球由太陽星雲中俘獲了氫、氨、甲烷和水而組成了還原性大氣。米勒在1953年作了一個很有名的實驗,即在燒瓶中充裝了"原始的還原性大氣"(氫、甲烷、氨、水)在加熱迴圈的情況下進行了幾天到一星期的放電,結果生成了甘氨酸、丙氨酸、穀氨酸等8種氨基酸,此外還有各種有機酸類、尿素等等。在這個實驗之後有更多的科學家進行同類實驗。他們改變著"原始大氣"的成分,並且除了放電外還換用了紫外線或輻射射線來進行照射,結果都生成氨基酸,而且種類更多。另外還有人在高溫下使"原始大氣"透過二氧化矽(作為催化劑)從而合成出氨基酸的。米勒等人的實驗是在還原性氣氛中進行的從而得到了各種氨基酸,後來又有一個著名的實驗,是把氨與氰化物在燒瓶中進行迴流反應竟然生成了含量較高的腺嘌呤,這是當代生物化學的中心分子。這許多科學家投入大力進行的科學實驗,目的是企圖證明在地球的原始氣氛中和地球的原始條件下會合成生命的基礎?氨基酸以及更復雜的有機分子。 到了60年代,人們對早期地球的認識又有了發展。天文學家們研究認為原始地球形成後因引力收縮和放射能的積累而升溫,地球處於熔融狀態,這時原始的星雲大氣被驅散了,地球不會有含甲烷和氨很多的還原性大氣。現在地球的大氣是所謂次生大氣,是在地球的地幔在漫長時間內形成的過程中排來出的氣體,主要是水、氮和二氧化碳。一個行星要能支援生命就要由地幔中排放出水,生成水圈,而我們地球也正符合這個條件。水形成後,變成濃厚的水蒸汽又在上空冷卻成為雨,暴雨下在剛剛形成的熱的地面上又蒸發到上空,就這樣水的迴圈開始了,水侵蝕著地表溶出了各種可溶的物質,形成了原始的海洋。空中的二氧化碳也溶解到水中又與水中的鈣離子反應生成碳酸鈣沉澱,沉積下來成為水成岩。但是要形成當前的地球的大氣則是在生命產生以後,特別是發生植物的光合作用以後,二氧化碳才被轉化成為氧,使大氣層變為氧化型的大氣,這時高等動物才有了生存的氣氛。 在地球演化的模型進一步發展時,同時就出現了一些新的問題,即在原始的還原氣氛中形成的有機分子,在熱熔的地幔上能否繼續存在。 這時,認識又有了突破。50年代開始開啟地球大氣的另一個視窗,開始了對宇宙空間的射電天文學觀測。60年代天文學的三大發現之一就是觀察到星際分子。而最早發現的星際分子是氨,後來是甲醛、接下來有氰化氫、丙炔腈等等,當然還有水、碳氫化合物的自由基等。 另一項研究是對碳質球粒隕石的研究,這是一種含有碳化物的隕石。早期的研究發現其中含有泥炭,銨鹽、甚至碳氫化合物,後來對隕石的分析又發現有多種有機化合物。於是就提出生命物質是由隕石帶到地球上來的,但是對這些有機化合物是隕石本來就帶來的,還是落到地球以後被"汙染"上了的,說法不一,就引起了不仃的科學爭論。所謂"汙染"既包括與地球環境接觸後吸附上的有機物,也包括隕石中碳化物與水等反應生成的碳氫化合物。而我們由月球上,和由火星上取樣(嚴格防止"汙染"的)分析的結果都是沒有生命痕跡的。但是,隕石會帶來外空間的有機分子已成為地球上生命起源的假設之一。研究隕石、彗星的化學成分也是探索生命起源的重要途徑之一。 根據對地球上的岩石以及化石研究,地球的年齡約為46億年,大約在40億年前出現最早的生命?原核類生物,又過了約20億年,才發展為真核生物,以後進一步演化為無脊椎動物,維管束植物,脊椎動物,直到靈長動物。 至於初始的幾億年,如何由無生命的有機分子形成能自我複製的複雜的有機體--生命。這至今還不是十分清楚,一直是科學家們研究的重要課題。 最後應該提到的是一個傳揚以久的"研究成果",那就是前蘇聯的勒柏辛斯卡婭在1945年提出的"新細胞學說",她說她把水螅磨成漿,離心後,得到的非細胞物質能再培養成細胞,同樣雞的卵黃物質會培養成雞的內胚層細胞,當然還有鱘魚等……。1948年十三名蘇聯科學家聯名認為勒柏辛斯卡婭的實驗是不科學的,但隨即受到了行政壓力,他們被迫改變觀點或沉默不言。直到1955年才有葉利謝夫教授作了報告,指出勒柏辛斯卡婭的工作全部未被重複。原來這是研究生命起源中的偽科學。 總之,在地球的形成過程中產生了有機分子,可能是在原始氣氛中自動形成的,也可能是地球在吸積隕石物質時,由隕石帶來的,也可能是碳質球粒隕石投入到地球的原始海洋中,透過化學反應生成的。而這些有機分子在地球的原始氣氛中相互組合,終於發展成生命。參考資料:http://www.ocan.com.cn/cssd/guozy-63.htm

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