德國不來梅大學的一個德法聯合科研小組最近透過分析一隕石的成分時發現,該隕石中含有80多種氨基酸。科研人員認為,氨基酸在地球生命起源方面起決定性作用,該隕石由此成為“地球生命外來說”的強力證據。
三種方法追溯生命起源
自人類登月以來,從太空中俯瞰我們的家園——太陽系中美麗的藍色星球,處處充滿了生機。作為地球上唯一具有意識形態的人類,充滿了對於自身以及生命起源的好奇,生命到底起源於何處?是地球獨特環境孕育的,還是來自於遙遠的宇宙空間?
由於地球形成和演化早期的痕跡基本上被後期的各種地質作用所改變,那麼人類對於以上問題的探索,主要依靠下面幾種方法:第一種是由設想、推斷進入到直接實驗觀察。第二種就是隨著空間科學的迅猛發展,尤其是深空探測技術的進步,發射探測器或飛船對太陽系的行星或彗星進行探測或取樣分析。第三種方法則是對於來自宇宙空間珍貴的最為原始的“化石”——隕石進行研究分析。
破解生命的發生與組成
科學界對生命的發生與組成本身就存在分歧,一種觀點認為,生命組成成分不是碳而是矽或鍺,溶劑不是水而是乙二醇。另一種觀點則認為,生命的概念和有無生命的標準應以地球上活的生物概念為標準,所有生物都是由碳氫化合物構成,以蛋白質的形式存在,以核酸作為遺傳物質基礎,在對地外生命的探索中,大多數是以後者為依據。
那麼對於生命起源和演化,首先必須有合成有機物的碳、氫、氧、氮等基本元素,而這些元素在宇宙中普遍存在,在合適的溫度和時間下,在必要介質液態水的參與下,以及行星大氣的參與和保護下,發生著各種生物化學反應,形成生命最基本的物質組成——氨基酸、脂肪酸等小分子有機化合物,這些化合物在適當的條件下,形成複雜的蛋白質、核酸等大分子有機物,進而進一步演化成原始生命體。地球生命源自何處關於宇宙中生命起源的問題至今仍然是一個不解之謎,科學家們根據各自的研究成果,各抒己見,莫衷一是。概括起來,主要有兩大學派,一派學者認為生命是地球自身的產物,早在1955年,美國的哈羅德·尤里主張生命源自地球本身,他與學生斯坦利-勒設計了模擬原始大氣,研究在自然條件下能否產生與生命有關的物質。而另一派學者認為地球誕生時是一個熾熱的球體,不可能有生命,提出了彗星、隕石等把宇宙生命的胚種帶到了地球,這樣地球上才有了生命的存在,地外起源學說包括火星生命說、彗星起源學說以及隕石成因學說。這一學說逐漸得到越來越多的研究者的肯定。地球人來自火星嗎在太陽系九大行星中,地球的姊妹星——火星似乎最具有生命存在的條件,1784年德國科學家威廉-歇爾發現了火星極冠與大氣,火星的極冠主要由固體二氧化碳和水冰組成,火星的大氣非常稀薄,主要成分為二氧化碳、氮、氬,微量元素成分為氧、一氧化碳、水蒸氣等,與地球平流層成分接近。20世紀初,一些科學家發現了火星表面佈滿了四通八達的運河網,火星上似乎存在高度發達的地外文明。“海盜”號飛行器、“火星”號及“水手”號飛船對火星進行了較為全面系統的探測,至今未發現火星上具有類似於地球上同樣的生物,但仍不能排除過去有過生命的可能性。
1996年,在火星隕石ALH84001中,發現了直徑小於人發直徑1/100、由碳酸鹽組成的微細管狀結構原始微生物化石。而“火星全球勘測者”號以及“勇氣”號、“機遇”號對火星的探測也證明了水的存在。這些研究都表明了火星過去有生命存在的可能性,而“傳播”生命的媒介是隕石。
大多數隕石來自於火星和木星間的小行星帶,那裡有成千上萬的大小不一的小行星圍繞太陽運轉。透過碰撞和引力作用,一些小行星有時會進入地球執行的軌道,大小合適的最終以隕石的形式降落到地球上。在對一些隕石的研究中,發現其攜帶有豐富的有機質、糖類以及氨基酸等物質,這些分子可能是地球生命的先驅。
在1997年到1998年間,美俄科學家先後在隕石中發現了生物化石微粒與一種極簡單的微生物。2000年,英國科學家在1998年墜落於摩洛哥的隕石中發現距今46億年的含水結晶鹽巖,透過同位素檢測證明,其是在太陽系誕生後200萬年內形成的,是太陽系最古老的物質。水是構成生命的關鍵因素,這一發現表明宇宙中出現孕育生命條件的時間可能比以前認為的早上許多。生命起源的另一種可能——彗星塵埃
另外一些科學家卻認為彗星塵埃帶來的有機分子幫助地球產生生命,在合適的環境下,初步演化形成生機勃勃的生命物質。那麼第一顆來自太空的種子是不是由此產生,需要我們對彗星的化學成分進行充分的研究。彗星主要由冰物質、塵埃和岩石組成,其吸附和包裹著相當數量的揮發成分,其形成於太陽系較外層的低溫區,保留著許多太陽星雲凝聚物的化學成分和結構特徵,因此彗星對於研究太陽系的起源和早期狀態具有重要的意義。
不久前科學家藉助安裝在美國“星塵”飛船上的一種新型光譜儀發現,彗星塵埃中存在一類被稱為PQQ的輔酶,它是產生遺傳物質的許多必要前提中的一個,為彗星生命起源學說提供了新的佐證
地球形成後經過十幾億年的變化,做好了迎接生命誕生的準備。無論是來自遙遠的太空還是源於地球本身,第一顆生命的種子開始發芽、繁殖、演化。從第一個生物體的誕生直到人類的生生死死,這段千迴百轉、撲朔迷離的生命發展歷程長達30億年的時間。
地球生命源於陸地還是海洋,抑或由小行星從宇宙某個遙遠的地方攜帶而來?至今,有關地球生命的起源問題仍然是令科學家費盡心思的不解之謎。他們常常各持己見,莫衷一是。我們居住的行星大約形成於46億年前,從某種程度上說,在一個無法確定的時間,一定是發生了什麼情況,因為這顆毫無生氣的天體開始接納與岩石和水迥然不同的某些東西。氮和碳分子進化為DNA,一種微生物在宇宙星際間四處旅行……不容置疑的事實是,這種微小的分子出現數百萬年之後,原始的單細胞體誕生了,後來慢慢又出現了越來越複雜的水生生物,它們最終登陸陸地,從此各種生物在地球上大規模地繁衍並蔓延開來。
今天,地球上大約存在200萬種不同種類的生物。但所有種類的生物都發端於同一種物質——一種到某種程度時能啟動生命歷程的物質。這是一種什麼物質呢?本文將闡述有關地球生命的最新理論和最新研究成果。 在太空中游弋的一些天體的碎片猶如宇宙中的一夥“強盜”,遲早要衝撞某個天體。但是與地球發生碰撞的一些彗星和小行星,也許因此而成為地球生命的創造者。很有可能是一顆彗星(由岩石和冰構成的天體)把大量的水帶到地球,假若沒有水,地球可能永遠是一顆乾燥的行星。
義大利從事外空生物學研究的27個科研小組的協調員克里斯蒂亞諾·科斯莫維奇認為:“無論是生命的誕生還是進化,彗星和小行星肯定發揮了至關重要的作用。最近在小行星中發現了有機分子,也就是構成生物的分子。這些最新發現使人不得不再次重新考慮阿恆尼斯於1907年提出的胚種假說,這種假說認為,正是彗星和小行星這樣的天體在地球上播撒下生命的種子,這些天體有點像公共汽車,把有機物質,有時甚至是很複雜的物質,從太陽系的一顆行星運送到另一顆行星上,而且有人認為它們同時還帶來了細菌。”
但是,這位外空生物學家補充說,巨大無比的隕星也造成了真正的自然災難,真是禍從天降。“一方面,這些現象導致許多生物物種比如恐龍的滅絕,但恰恰也因此同時促進了生命形態的發展,例如恐龍的滅絕使哺乳動物繁衍得更快,然後是人類的興盛。”RNA和DNA:生命的鏈條
有的生物,除了維持自身的存在之外,還能繁衍幾乎和自己一樣的後代。這種既儲存自身又能複製自身的能力,構成生命和物質的本質區別。然而,生命只不過是由像碳和氮這樣普普通通的原子構成的,如此平常的元素怎能肩負起創造千姿百態的生物的重任呢?
義大利帕多瓦大學生物學家、研究細胞起源的學者馬蒂諾·裡佐蒂說:“事實上,最大的疑問是要搞清有機分子如何變成由蛋白質、脂肪或類脂化合物、糖和核酸(RNA和DNA)構成的完整細胞,細胞的各組成部分完美結合,相互之間又能夠發生適當的作用,目前有三種理論可以解釋這一程序。理論之一是建立在類脂化合物具有結合能力上。事實上,這些分子在有水的環境中能自發形成不斷成長的小球體,當這些小球體的大小達到一定規模後,可能發生分化,從而產生兩個更小的球體。如果其他分子同類脂化合物相結合,那麼這個程序就可以解釋一些與細胞類似的結構的成因。第二種理論則以核酸(特別是RNA)對一些化學反應具有促進作用為依託,時至今日,一些化學反應仍然是生命程序的關鍵。第三種理論的出發點是蛋白質,其基本成分氨基酸在溫熱的原始海洋中很容易形成,然後聚合起來,形成一些被稱為顯微球的複合物,它們呈現出細胞的典型特點。”
但是,澳洲阿德萊德大學的物理學家、著有多部有關生命和宇宙起源暢銷書的作者保羅·戴維斯則認為,上述解釋難以令人信服。他指出:“問題的關鍵不是細胞的所有組成部分是如何形成的,而是它們如何結合成一體。我們距離揭開生命之謎還差得很遠。”
漆黑一片的深海中的秘密
世紀70年代末以來,海洋學者乘坐潛水器考察了大洋中脊和裂谷,他們在太平洋的海底山脈附近和加拉帕戈斯海嶺發現了一片廣闊的區域,從那裡的洋底湧出的沸水,溫度高達380℃。海洋的冷水由地殼裂隙滲入洋脊內部,變成熱海水,它與玄武岩發生強烈的化學反應,將巖中的金屬離子比如錳、鋅、銅和鐵淋濾出來。這種海下溫泉還散逸出大量的氣體,其中包括甲烷、硫化氫、氫氣。溫泉口周圍細菌大量繁殖,它們透過使硫化氫氧化來獲取生命所必需的能量,進行化學合成,形成初級生命物。細菌同其他像“管狀蠕蟲”、帶貝殼的軟體動物、螃蟹和蝦這樣一些更為複雜的生物在此共生著。
經過實驗室驗證,這是一個廣泛的生態系統,它所處的環境漆黑一片,與以光合作用為基礎的陸地環境截然不同。最近有人假設,正是由於這些深海環境導致了地球上生命的誕生。
這種假說的可能性已透過在實驗室裡進行的模擬同樣環境的實驗得到了證實。當把含有氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、天冬醯胺)水溶液的試管在134個大氣壓、250℃條件下加熱6小時後,人們發現,它們形成了一些具有膜質結構的微小球體,直徑在1.5‰~2.5‰毫米。科學家由此推斷:最初的細胞可能就是產生於這些球體。
30億年的成長曆程
隨著時間的推移,生命在不斷地進化,其形態也越來越複雜。在生命發展史上發生的第二次劇變就是核膜,或者稱包裹細胞核的膜的出現。細胞是生物體整個“生物系統”的磚石。在核膜內包含有DNA,即含有維持生命和自我繁殖所必需的所有資訊的物質。這種保護形態能夠使DNA免受外界環境侵擾,使細胞得以生存,並且經受得住環境變化的考驗。生命發展史上的第三大劇變就是多細胞生物的出現。
溫度達350℃的海底溫泉:海洋的冷水滲入地殼的縫隙,當同熾熱的岩漿接觸時,海水溫度升高,當海水再次上升時,同覆蓋在火山噴射通道內表面的玄武岩發生反應,這時海水內注入了金屬離子。
生命開始出現差異
細胞慢慢地不斷聚集,產生了具備越來越專業化功能的生物體。事實上,這些生物體的細胞在形態上開始出現差異,每一細胞都承擔維持生命和自我繁殖所必需的各種功能。有天壤之別的生命形態可能就是這樣充斥地球的。然而,如果說生命形態千差萬別,那麼生物系統的基礎卻是一樣的,每一生物體都有一個傳送遺傳資訊的元素和一個根據這種資訊使生命得以維持和傳宗接代的系統。如圖所示,從左到右,大約35億~40億年前在地球上出現的原始生物是單細胞體,它們沒有核膜,也就是說“赤裸裸的”,DNA在外界環境下暴露無遺。
大約26億年前,生物史上發生了一次革命性的事件。一些型別的疊層石(由既捕獲沉積物又沉澱鈣質的藻叢所形成的一種層狀或穹狀鈣質沉積物)藉助一個原始的光合作用系統開始製造氧氣,就像今天在植物中發生的情況一樣。但是直到那時,氧氣對於生物來說仍然是一種有毒氣體。隨著氧氣濃度的逐步增加,經過一次自然選擇,只有那些經受住了氧氣存在這一考驗的生命形態才得以倖存。16億年前,地球上終於產生了具備真正核膜的細胞生物,然後,多細胞生物接踵而至。
在7億年前,經過30億年漫長的進化之後,生命形態長到足以用肉眼可以觀察到的大小。
載著生命種子的天體碎片,是襲擊地球的一顆小行星把原始的生命形態帶到了地球。RNA是一種分子,它由一個核糖和一個磷酸分子交替形成的單元構成,這些單元透過基質相互連線形成一個長鏈。DNA有兩條螺旋鏈,每條螺旋鏈類似於RNA。RNA的糖組成元素是核糖,DNA的糖組成元素則是脫氧核糖。 海洋底生命可能就是這樣形成的:氨基酸在蛋白質中聚集,而蛋白質又造就了RNA,接著DNA和原始細胞形成。 溫度達350℃的海底溫泉:海洋的冷水滲入地殼的縫隙,當同熾熱的岩漿接觸時,海水溫度升高,當海水再次上升時,同覆蓋在火山噴射通道內表面的玄武岩發生反應,這時海水內注入了金屬離子。
德國不來梅大學的一個德法聯合科研小組最近透過分析一隕石的成分時發現,該隕石中含有80多種氨基酸。科研人員認為,氨基酸在地球生命起源方面起決定性作用,該隕石由此成為“地球生命外來說”的強力證據。
三種方法追溯生命起源
自人類登月以來,從太空中俯瞰我們的家園——太陽系中美麗的藍色星球,處處充滿了生機。作為地球上唯一具有意識形態的人類,充滿了對於自身以及生命起源的好奇,生命到底起源於何處?是地球獨特環境孕育的,還是來自於遙遠的宇宙空間?
由於地球形成和演化早期的痕跡基本上被後期的各種地質作用所改變,那麼人類對於以上問題的探索,主要依靠下面幾種方法:第一種是由設想、推斷進入到直接實驗觀察。第二種就是隨著空間科學的迅猛發展,尤其是深空探測技術的進步,發射探測器或飛船對太陽系的行星或彗星進行探測或取樣分析。第三種方法則是對於來自宇宙空間珍貴的最為原始的“化石”——隕石進行研究分析。
破解生命的發生與組成
科學界對生命的發生與組成本身就存在分歧,一種觀點認為,生命組成成分不是碳而是矽或鍺,溶劑不是水而是乙二醇。另一種觀點則認為,生命的概念和有無生命的標準應以地球上活的生物概念為標準,所有生物都是由碳氫化合物構成,以蛋白質的形式存在,以核酸作為遺傳物質基礎,在對地外生命的探索中,大多數是以後者為依據。
那麼對於生命起源和演化,首先必須有合成有機物的碳、氫、氧、氮等基本元素,而這些元素在宇宙中普遍存在,在合適的溫度和時間下,在必要介質液態水的參與下,以及行星大氣的參與和保護下,發生著各種生物化學反應,形成生命最基本的物質組成——氨基酸、脂肪酸等小分子有機化合物,這些化合物在適當的條件下,形成複雜的蛋白質、核酸等大分子有機物,進而進一步演化成原始生命體。地球生命源自何處關於宇宙中生命起源的問題至今仍然是一個不解之謎,科學家們根據各自的研究成果,各抒己見,莫衷一是。概括起來,主要有兩大學派,一派學者認為生命是地球自身的產物,早在1955年,美國的哈羅德·尤里主張生命源自地球本身,他與學生斯坦利-勒設計了模擬原始大氣,研究在自然條件下能否產生與生命有關的物質。而另一派學者認為地球誕生時是一個熾熱的球體,不可能有生命,提出了彗星、隕石等把宇宙生命的胚種帶到了地球,這樣地球上才有了生命的存在,地外起源學說包括火星生命說、彗星起源學說以及隕石成因學說。這一學說逐漸得到越來越多的研究者的肯定。地球人來自火星嗎在太陽系九大行星中,地球的姊妹星——火星似乎最具有生命存在的條件,1784年德國科學家威廉-歇爾發現了火星極冠與大氣,火星的極冠主要由固體二氧化碳和水冰組成,火星的大氣非常稀薄,主要成分為二氧化碳、氮、氬,微量元素成分為氧、一氧化碳、水蒸氣等,與地球平流層成分接近。20世紀初,一些科學家發現了火星表面佈滿了四通八達的運河網,火星上似乎存在高度發達的地外文明。“海盜”號飛行器、“火星”號及“水手”號飛船對火星進行了較為全面系統的探測,至今未發現火星上具有類似於地球上同樣的生物,但仍不能排除過去有過生命的可能性。
1996年,在火星隕石ALH84001中,發現了直徑小於人發直徑1/100、由碳酸鹽組成的微細管狀結構原始微生物化石。而“火星全球勘測者”號以及“勇氣”號、“機遇”號對火星的探測也證明了水的存在。這些研究都表明了火星過去有生命存在的可能性,而“傳播”生命的媒介是隕石。
大多數隕石來自於火星和木星間的小行星帶,那裡有成千上萬的大小不一的小行星圍繞太陽運轉。透過碰撞和引力作用,一些小行星有時會進入地球執行的軌道,大小合適的最終以隕石的形式降落到地球上。在對一些隕石的研究中,發現其攜帶有豐富的有機質、糖類以及氨基酸等物質,這些分子可能是地球生命的先驅。
在1997年到1998年間,美俄科學家先後在隕石中發現了生物化石微粒與一種極簡單的微生物。2000年,英國科學家在1998年墜落於摩洛哥的隕石中發現距今46億年的含水結晶鹽巖,透過同位素檢測證明,其是在太陽系誕生後200萬年內形成的,是太陽系最古老的物質。水是構成生命的關鍵因素,這一發現表明宇宙中出現孕育生命條件的時間可能比以前認為的早上許多。生命起源的另一種可能——彗星塵埃
另外一些科學家卻認為彗星塵埃帶來的有機分子幫助地球產生生命,在合適的環境下,初步演化形成生機勃勃的生命物質。那麼第一顆來自太空的種子是不是由此產生,需要我們對彗星的化學成分進行充分的研究。彗星主要由冰物質、塵埃和岩石組成,其吸附和包裹著相當數量的揮發成分,其形成於太陽系較外層的低溫區,保留著許多太陽星雲凝聚物的化學成分和結構特徵,因此彗星對於研究太陽系的起源和早期狀態具有重要的意義。
不久前科學家藉助安裝在美國“星塵”飛船上的一種新型光譜儀發現,彗星塵埃中存在一類被稱為PQQ的輔酶,它是產生遺傳物質的許多必要前提中的一個,為彗星生命起源學說提供了新的佐證
地球形成後經過十幾億年的變化,做好了迎接生命誕生的準備。無論是來自遙遠的太空還是源於地球本身,第一顆生命的種子開始發芽、繁殖、演化。從第一個生物體的誕生直到人類的生生死死,這段千迴百轉、撲朔迷離的生命發展歷程長達30億年的時間。
地球生命源於陸地還是海洋,抑或由小行星從宇宙某個遙遠的地方攜帶而來?至今,有關地球生命的起源問題仍然是令科學家費盡心思的不解之謎。他們常常各持己見,莫衷一是。我們居住的行星大約形成於46億年前,從某種程度上說,在一個無法確定的時間,一定是發生了什麼情況,因為這顆毫無生氣的天體開始接納與岩石和水迥然不同的某些東西。氮和碳分子進化為DNA,一種微生物在宇宙星際間四處旅行……不容置疑的事實是,這種微小的分子出現數百萬年之後,原始的單細胞體誕生了,後來慢慢又出現了越來越複雜的水生生物,它們最終登陸陸地,從此各種生物在地球上大規模地繁衍並蔓延開來。
今天,地球上大約存在200萬種不同種類的生物。但所有種類的生物都發端於同一種物質——一種到某種程度時能啟動生命歷程的物質。這是一種什麼物質呢?本文將闡述有關地球生命的最新理論和最新研究成果。 在太空中游弋的一些天體的碎片猶如宇宙中的一夥“強盜”,遲早要衝撞某個天體。但是與地球發生碰撞的一些彗星和小行星,也許因此而成為地球生命的創造者。很有可能是一顆彗星(由岩石和冰構成的天體)把大量的水帶到地球,假若沒有水,地球可能永遠是一顆乾燥的行星。
義大利從事外空生物學研究的27個科研小組的協調員克里斯蒂亞諾·科斯莫維奇認為:“無論是生命的誕生還是進化,彗星和小行星肯定發揮了至關重要的作用。最近在小行星中發現了有機分子,也就是構成生物的分子。這些最新發現使人不得不再次重新考慮阿恆尼斯於1907年提出的胚種假說,這種假說認為,正是彗星和小行星這樣的天體在地球上播撒下生命的種子,這些天體有點像公共汽車,把有機物質,有時甚至是很複雜的物質,從太陽系的一顆行星運送到另一顆行星上,而且有人認為它們同時還帶來了細菌。”
但是,這位外空生物學家補充說,巨大無比的隕星也造成了真正的自然災難,真是禍從天降。“一方面,這些現象導致許多生物物種比如恐龍的滅絕,但恰恰也因此同時促進了生命形態的發展,例如恐龍的滅絕使哺乳動物繁衍得更快,然後是人類的興盛。”RNA和DNA:生命的鏈條
有的生物,除了維持自身的存在之外,還能繁衍幾乎和自己一樣的後代。這種既儲存自身又能複製自身的能力,構成生命和物質的本質區別。然而,生命只不過是由像碳和氮這樣普普通通的原子構成的,如此平常的元素怎能肩負起創造千姿百態的生物的重任呢?
義大利帕多瓦大學生物學家、研究細胞起源的學者馬蒂諾·裡佐蒂說:“事實上,最大的疑問是要搞清有機分子如何變成由蛋白質、脂肪或類脂化合物、糖和核酸(RNA和DNA)構成的完整細胞,細胞的各組成部分完美結合,相互之間又能夠發生適當的作用,目前有三種理論可以解釋這一程序。理論之一是建立在類脂化合物具有結合能力上。事實上,這些分子在有水的環境中能自發形成不斷成長的小球體,當這些小球體的大小達到一定規模後,可能發生分化,從而產生兩個更小的球體。如果其他分子同類脂化合物相結合,那麼這個程序就可以解釋一些與細胞類似的結構的成因。第二種理論則以核酸(特別是RNA)對一些化學反應具有促進作用為依託,時至今日,一些化學反應仍然是生命程序的關鍵。第三種理論的出發點是蛋白質,其基本成分氨基酸在溫熱的原始海洋中很容易形成,然後聚合起來,形成一些被稱為顯微球的複合物,它們呈現出細胞的典型特點。”
但是,澳洲阿德萊德大學的物理學家、著有多部有關生命和宇宙起源暢銷書的作者保羅·戴維斯則認為,上述解釋難以令人信服。他指出:“問題的關鍵不是細胞的所有組成部分是如何形成的,而是它們如何結合成一體。我們距離揭開生命之謎還差得很遠。”
漆黑一片的深海中的秘密
世紀70年代末以來,海洋學者乘坐潛水器考察了大洋中脊和裂谷,他們在太平洋的海底山脈附近和加拉帕戈斯海嶺發現了一片廣闊的區域,從那裡的洋底湧出的沸水,溫度高達380℃。海洋的冷水由地殼裂隙滲入洋脊內部,變成熱海水,它與玄武岩發生強烈的化學反應,將巖中的金屬離子比如錳、鋅、銅和鐵淋濾出來。這種海下溫泉還散逸出大量的氣體,其中包括甲烷、硫化氫、氫氣。溫泉口周圍細菌大量繁殖,它們透過使硫化氫氧化來獲取生命所必需的能量,進行化學合成,形成初級生命物。細菌同其他像“管狀蠕蟲”、帶貝殼的軟體動物、螃蟹和蝦這樣一些更為複雜的生物在此共生著。
經過實驗室驗證,這是一個廣泛的生態系統,它所處的環境漆黑一片,與以光合作用為基礎的陸地環境截然不同。最近有人假設,正是由於這些深海環境導致了地球上生命的誕生。
這種假說的可能性已透過在實驗室裡進行的模擬同樣環境的實驗得到了證實。當把含有氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、天冬醯胺)水溶液的試管在134個大氣壓、250℃條件下加熱6小時後,人們發現,它們形成了一些具有膜質結構的微小球體,直徑在1.5‰~2.5‰毫米。科學家由此推斷:最初的細胞可能就是產生於這些球體。
30億年的成長曆程
隨著時間的推移,生命在不斷地進化,其形態也越來越複雜。在生命發展史上發生的第二次劇變就是核膜,或者稱包裹細胞核的膜的出現。細胞是生物體整個“生物系統”的磚石。在核膜內包含有DNA,即含有維持生命和自我繁殖所必需的所有資訊的物質。這種保護形態能夠使DNA免受外界環境侵擾,使細胞得以生存,並且經受得住環境變化的考驗。生命發展史上的第三大劇變就是多細胞生物的出現。
溫度達350℃的海底溫泉:海洋的冷水滲入地殼的縫隙,當同熾熱的岩漿接觸時,海水溫度升高,當海水再次上升時,同覆蓋在火山噴射通道內表面的玄武岩發生反應,這時海水內注入了金屬離子。
生命開始出現差異
細胞慢慢地不斷聚集,產生了具備越來越專業化功能的生物體。事實上,這些生物體的細胞在形態上開始出現差異,每一細胞都承擔維持生命和自我繁殖所必需的各種功能。有天壤之別的生命形態可能就是這樣充斥地球的。然而,如果說生命形態千差萬別,那麼生物系統的基礎卻是一樣的,每一生物體都有一個傳送遺傳資訊的元素和一個根據這種資訊使生命得以維持和傳宗接代的系統。如圖所示,從左到右,大約35億~40億年前在地球上出現的原始生物是單細胞體,它們沒有核膜,也就是說“赤裸裸的”,DNA在外界環境下暴露無遺。
大約26億年前,生物史上發生了一次革命性的事件。一些型別的疊層石(由既捕獲沉積物又沉澱鈣質的藻叢所形成的一種層狀或穹狀鈣質沉積物)藉助一個原始的光合作用系統開始製造氧氣,就像今天在植物中發生的情況一樣。但是直到那時,氧氣對於生物來說仍然是一種有毒氣體。隨著氧氣濃度的逐步增加,經過一次自然選擇,只有那些經受住了氧氣存在這一考驗的生命形態才得以倖存。16億年前,地球上終於產生了具備真正核膜的細胞生物,然後,多細胞生物接踵而至。
在7億年前,經過30億年漫長的進化之後,生命形態長到足以用肉眼可以觀察到的大小。
載著生命種子的天體碎片,是襲擊地球的一顆小行星把原始的生命形態帶到了地球。RNA是一種分子,它由一個核糖和一個磷酸分子交替形成的單元構成,這些單元透過基質相互連線形成一個長鏈。DNA有兩條螺旋鏈,每條螺旋鏈類似於RNA。RNA的糖組成元素是核糖,DNA的糖組成元素則是脫氧核糖。 海洋底生命可能就是這樣形成的:氨基酸在蛋白質中聚集,而蛋白質又造就了RNA,接著DNA和原始細胞形成。 溫度達350℃的海底溫泉:海洋的冷水滲入地殼的縫隙,當同熾熱的岩漿接觸時,海水溫度升高,當海水再次上升時,同覆蓋在火山噴射通道內表面的玄武岩發生反應,這時海水內注入了金屬離子。