生命起源的简介
- 格式:doc
- 大小:42.50 KB
- 文档页数:6
什么是生命起源?生命是人类在探索的宇宙奥秘之一,但是生命到底是从哪里来的,它的起源又是什么呢?这个问题自古以来就困扰着许多学者和爱好者,让我们一起来探讨一下吧。
一、生命起源的概念1. 定义生命起源:生命起源简单来说就是关于生物在地球上最初出现的问题。
通常情况下,生命起源研究的是原始生命形式的起源、进化和分歧。
2. 生命起源的跨学科性:生命起源包括化学、生物学、地球科学、天文学等学科,需要跨学科综合研究。
二、生命起源的理论1. 生命起源的生化进化论:生命起源的一个主要观点是来自于化学进化的理论。
这个理论认为,在地球产生生命的最早时期,一些非生物单元在特定的环境中发生化学反应,逐渐演化出了生物亲缘关系。
2. 微生命由来论:微生命由来论认为,生命最早的形式是微生物。
在一些极端条件下,例如,高温、高压、强放射性等下,具有极强抗性的细菌和病毒是唯一可能存在的生命形式。
这个理论认为,微生物是生命起源的原始形式,同时推断它们会有很不同的分化和进化方式。
3. 外来种子形式的贡献论:据这个理论,生命最早的形式是外来生命来到地球,例如在陨石或从星际空间传输进来的基础上建立起来的。
这个想法的支持因为在一些陨石上已经发现生命的迹象,虽然目前无法证明这些生命是否真的是从宇宙其他地方来的,但它依然供科学家和想象家寻找答案。
三、地质历史证据1. 化石记录:化石记录中保存了生命起源可能的证据。
在刚出现生命的时候,它们在特殊的地质环境中生存下来,并留下化石记录,为科学家提供了宝贵的线索。
2. 地球化学证据:地球化学记录也显示着生命起源可能发生的地球大气化学变化。
例如,有氧呼吸中心能源的氧通过植物的光合作用变成了绿色原藻。
四、实验室研究1. 实验室的模拟:在地球最早的环境中,通过模拟实验室环境来模拟生命起源的过程,尝试复现并理解生命的起源是科学家已经尝试的方法之一。
实验的结果也为生命起源提供了重要的支持和证据。
2. 新兴技术的应用:最新的分子生物学技术和计算机模拟研究能够提供新的证据和对已有理论的支持,也能产生全新的想法和解释。
生命的起源从古至今,人类有许多未结之谜,人们对此也极为关注,生命的起源便是其中之一。
一、生命起源于哪里早在19世纪末,当人们通过反复试验,证明在正常条件下生命不可能从无生命物质转化而来,即证明生命自然发生说是荒唐的谬论时,就已经有人把视线转向了宇宙空间。
1907年,瑞典著名的化学家阿伦尼乌斯(1859-1927)发表了《宇宙的形成》一书。
他认为,宇宙中一直存在生命,“生命穿过宇宙空间游动,不断在新的行星上定居下来。
生命是以孢子的形式游动的,孢子由于无规则运动而逸出行星大气,然后靠太阳光的压力被推向宇宙空间里。
”与此同时,其他科学家也证明了这种压力的存在。
因为在宇宙中类似太阳这样的恒星数不胜数,故类似太阳的恒星光是处处存在的。
根据以上表述,我们可以说产生生命,推动孢子运动的光压力在宇宙中是客观存在的,而且还及其普遍。
阿尔尼乌斯认为,孢子在星际空间被光辐射推着走,直到他掉在或落在某个行星上,由此便可产生活泼的生命。
如果那个行星上已有生命,它就和他们展开强劲的竞争;如果还没有生命,但是产生生命的条件已经具备时,它就会在那里定居下来,于是便使这个行星有了生命。
据他估计,孢子从火星飞向地球仅需84天,只需14个月就可轻松地飞出太阳系,若要飞到距地球最近的恒星—半人马座的比邻星(距地球4.22光年)也不过9000年。
显示这些数字从天文的角度来看是微不足道的。
阿伦尼乌斯还认为,孢子有着厚重的外衣保护,生命力极其旺盛,足以忍受住遥远而又寒冷并且没有水分和营养的艰苦的星际旅途而丧失其复苏的能力。
即便是处于纯粹偶然的原因,只要这个宇宙间的“流浪汉”来到了一个适宜生长的优质环境中,便开始了征服这个星球的过程。
许多学者支持阿伦尼乌斯的这一理论。
但是,由于他主张生命在宇宙中是永恒存在的,这就抹杀了生命有过程的问题,把生命起源的探索推向了不可追逆、不可认识的唯心领域,甚至为神创论者所利用。
二、天外来客近年来的一系列发现又重新唤起了人们对生命天外来源说的极大关注与热情。
生命起源
一、宇宙诞生
宇宙的诞生是生命起源的起点。
宇宙的形成是由于宇宙大爆炸,这是一种极其猛烈的能量
爆发,将原本极端稀薄的物质拉扯成极其稠密的物质,形成了宇宙中的星星、行星和其他
物质。
宇宙大爆炸后,宇宙中的物质逐渐凝结,在一定的时间范围内,形成了宇宙中的各种星系、星云和星星,其中,地球就是一颗拥有活动生命的星球。
二、地球诞生
地球诞生于约46亿年前,它是宇宙中一颗拥有活动生命的星球。
科学家们推测,地球形
成时,它的表面温度极高,没有任何生命可以生存,但是地球的表面温度逐渐降低,形成
了一个适宜生命存活的环境。
三、生命的起源
地球的表面温度降低后,就有可能形成生命。
科学家们推测,生命最初是在地球的海洋中
形成的,它们最初可能是一种简单的有机体,它们的形状简单,结构也很简单,但是它们
可以通过繁殖来增加自己的数量。
四、生命的发展
随着时间的推移,这些简单的有机体逐渐发展,形成了更加复杂的有机体,它们的形状和
结构也变得更加复杂,这就是生物的进化。
随着生物的进化,它们也变得更加复杂,形成了各种各样的生物,最终形成了我们今天看
到的丰富多彩的生物世界。
五、结论
从宇宙的大爆炸到地球的诞生,再到生命的起源和发展,生命的起源是一个非常复杂的过程,经历了大量的变化,最终形成了我们今天看到的丰富多彩的生物世界。
什么是“生命的起源”?生命是宇宙中最神奇的存在之一,但你知道生命的起源吗?我们已经知道了一个事实,生命是从单细胞生物起源的,但是生命真正的起源还存在很多未知之谜。
让我们来深入地探究一下这个问题吧。
一、生命的定义生命是一个复杂而又神秘的存在,一种具有生机的自我复制和自我修复的系统。
生命以其存在而特殊,它具有高度组织化和能量转化的特点。
二、地球上生命的起源地球上最早的证据显示,生命出现在大约38亿年前,这是我们的行星形成后的几百万年,但这是如何发生的呢?1. 资源的存在科学家认为生命之所以能够在地球上产生,是因为这颗行星上存在一定的资源,如水,氮,氧气和矿物质等。
2. 化学反应在某些特定的环境下,这些资源会与周围的元素发生化学反应,形成生物有机分子,如蛋白质和核酸等。
3. 自我复制这些生物有机分子进一步组合成为膜囊或类似物,开始进行自我复制和自我修复,这是生命开始的重要一步。
三、生命起源的理论尽管科学家已经发现了许多关于生命起源的证据,但是生命起源的确切细节还是存在许多争议。
关于生命起源的理论主要有三种:1. 生命外来说这种理论认为,生命可能是从外星球传到地球上的,可能是由于宇宙中的流星陨石传播到了地球上,其中包含了生命所需的有机分子。
2. 化学起源说这种理论认为,生命是由地球上已有的化学元素和资源发生化学反应而形成的。
这看起来是最被广泛接受的理论之一。
3. 必然论这种理论认为,生命起源自然而然地发生,具有宇宙的本能性,并且这种自然的趋势催化了生命的形成。
四、结论无论是生命外来说、化学起源说还是自然必然说,它们都试图解释生命起源的现象。
但是它们都有缺陷,没有一种理论可以回答所有的问题。
然而,我们相信,随着科学技术的不断发展,我们对于生命的起源有更加深入的理解,而且对于生命的来源,恩,它仍将是一个令人着迷的谜题,人类的探究才刚刚开始。
生命是如何起源的?生命是宇宙中最神秘的现象之一。
对于它的起源,科学家们进行了长期而激烈的探讨。
本文将从以下几个方面来介绍生命的起源:一、化学进化论:生命如何从非生物质中产生化学进化论指的是自然选择和适应性突变推动化学物质转变为生命的过程。
这一理论得到了强有力的支持,并且在实验层面得到了验证。
通过化学反应产生两性分化分子,然后这些分子组成了复杂的分子体系,逐渐演化成存活的单细胞动物。
换言之,生命是从非生物质中产生出来的。
二、彗星陨落:地球上的生命从何而来彗星是一个类似日球的天体,其拥有大量的有机物质和水。
有一种假设认为,生命是随着彗星陨落到地球上而来的。
随着彗星表面物质进入地球大气层,产生的高温和压力可以促使物质先进行高级的有机化学反应,然后再演化成生物体。
虽然这一假说尚未找到确凿的证据,但却是一种有意义的猜想。
三、放射性元素:生命起源的动力来源在生命起源的过程中,放射性元素曾经被认为起到了重要的角色。
放射活动可以提供对于生物体的免疫作用,而且过量的放射能量可以促进生命体的转换和形成。
但是,随着时间的推移,这一假说已经没有被广泛采纳。
四、太空中其他生物的影响太空充满着各种生物物种,其中有一种被称为“极端生命体”,它可以在充满辐射的环境下存活。
有些科学家认为,这些生物可能是最早的生命形式,是在太空中生存和繁殖的。
它们可以通过陨落的方式来到地球上,然后进行演化,最终成为我们熟知的地球生命。
五、我们还有很多未知虽然科学家们进行了大量的探究,但至今为止,生命的起源还是一个谜团。
我们还需要继续钻研这一领域,去探寻更多的线索,寻找生命的真相。
总结生命的起源是一个极其广泛而复杂的话题,涉及到许多领域的知识。
从上述分析可以看出,对于生命起源的理解还存在很多未知和待解决的问题。
不过,我们相信,随着人类的不断探索,生命起源的面纱终将被揭开。
简述生命的起源
生命的起源是一个复杂而令人着迷的科学问题,目前尚没有确切的答案。
然而,科学家们提出了一些关于生命起源的理论,其中最为广泛接受的是生命起源于地球上的非生物有机物质。
1.地球形成:大约在46亿年前,地球形成。
最初,地球上的环境是极端恶劣的,包括高温、强烈的辐射和缺乏氧气。
2.有机分子的形成:在早期地球上,通过一系列的化学反应,包括电离辐射、闪电、火山活动等,简单的有机分子,如氨、甲烷、水等开始形成。
3.原始地球的海洋:这些有机分子可能进入了早期地球的海洋,形成了原始的有机池。
4.生命的前体:通过进一步的化学反应,这些有机分子可能形成了更复杂的有机分子,如氨基酸和核苷酸,这些被认为是构成生命的基本组成部分。
5.生命的起源:在原始地球环境中,这些有机分子可能通过一系列复杂的化学过程,例如聚合、自组装等,形成了生命的最初形态。
6.RNA世界假说:有关生命起源的一个流行假说是RNA世界假说,即在生命最初的阶段,RNA(核糖核酸)可能是起到遗传和催化作用的分子。
地球上生命的起源
地球上生命的起源:
1、多数学者认为:原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行。
2、原始地球条件:高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气。
3、原始大气成分来自于火山喷发,有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢气体构成。
原始大气中与现在大气明显的区别是没有氧气。
4、地球上生命的生存需要物质和能量。
5、米勒的实验:米勒将原始大气中的成分充入烧瓶中,通过火花放电,制成了一些有机物。
原料:甲烷、水蒸气、氢、氨等。
产物(证据):氨基酸。
结论:原始地球上能形成简单有机物。
6、原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用条件下,形成了许多简单的有机物。
后来,地球的温度逐渐降低,原是大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中。
7、原始生命诞生于原始海洋。
原始海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断地相互作用,经过极其漫长的岁月,大约在地球形成以后10亿年左右,才逐渐形成了原始的生命。
8、多数学者认为:原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行的。
9、原始地球条件:高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气。
10、蛋白质、核酸是生命中重要的物质。
11、原始生命起源于非生命物质,过程如下:无机物→小分子有机物→大分子有机物→原始生命。
(但是从大分子有机物到原始生命的过渡还没有被实验验证)。
生物初步了解生命的起源生命是地球上最神奇的现象之一,而了解生命的起源是生物学研究的重要课题之一。
虽然我们仍然对生命的起源存在很多未知,但是通过科学的研究和探索,我们能够初步了解生命是如何诞生的。
一、地球的早期环境条件和化学演化在地球形成之初,地球的环境条件与现在差异巨大。
当时的地球大气中富含大量的氨、甲烷和水蒸气等原始气体,没有氧气。
在这样的环境下,通过一系列的化学反应,形成了生命起源的基础物质。
实验证明,当将这些原始气体在恶劣的环境条件下进行放电等作用时,能够合成许多有机物,包括氨基酸等生命有机分子的前体物质。
二、原生生命的诞生根据现代生物学的一般观点,生命最早形式是原核生物。
原核生物是由简单的细胞构成,没有细胞核和细胞器。
它们能够在没有氧气的环境下进行生存和繁殖,被认为是生命起源的关键。
一种被广泛认可的关于原生生命起源的理论是原核生物的共生起源。
根据这个理论,某些类型的化学反应物质相互作用,并且形成了引起其它化学物质参与的复杂系统,即原核生物。
这个过程可能需要漫长的时间,但是在适宜的环境下,原始细胞包膜的形成和产生生物大分子的过程是可以解释的。
三、进化的漫长历程生命的起源只是人们追寻的第一步,随后的漫长历程中,生物在遗传物质的基础上发生了逐渐的变异和演化。
通过自然选择、突变和基因重组,生物在适应环境的过程中获得了更强的生存能力和繁殖能力。
以进化论为基础,我们能够更好地理解生物多样性的起源。
地球上的生物形态和结构的多样性是逐步形成的,通过漫长的进化过程,生物从最简单的单细胞生物逐渐演化成为复杂的多细胞生物。
在进化的过程中,各种生物形态的适应度不断提高,以适应不同的环境和生存方式。
总结起来,生物初步了解生命的起源是一个令人着迷且充满挑战的领域。
通过对地球早期环境条件和化学演化的研究,我们可以揭示生命起源的基本过程。
同时,通过对原生生命的诞生以及生物进化的探索,我们能够更好地理解生物多样性的形成。
科普生命的起源
1. 化学起源说:这是目前被广泛接受的生命起源理论之一。
该理论认为,生命起源于地球上的无机化合物,通过一系列化学反应逐渐演化成有机化合物,最终形成了原始的生命体。
2. 原始汤:在地球早期,大气层中含有丰富的甲烷、氨气、水和氢气等简单化合物。
这些化合物在紫外线、闪电等自然能源的作用下,发生了一系列化学反应,形成了一种被称为“原始汤”的有机混合物。
3. 自我复制分子:在原始汤中,一些有机分子开始具备自我复制的能力。
这是生命起源的关键步骤,因为自我复制能够确保分子的遗传信息得以传递和保存。
4. 细胞膜的出现:随着自我复制分子的发展,它们逐渐形成了细胞膜,将自身包裹起来,形成了最初的细胞。
5. 进化论的作用:随着时间的推移,这些原始细胞通过自然选择和进化,逐渐发展出更复杂的生命形式。
需要注意的是,生命起源的具体过程仍然存在许多未知之处,科学家们正在通过实验和研究不断探索和尝试解开这个谜团。
对于生命起源的研究不仅有助于我们了解生物的演化历程,也对探索其他星球上可能存在的生命具有重要意义。
生命的起源及进化机制生命的起源是一个重要而又复杂的问题,远古时期,地球上的生命并不存在。
那么,生命到底是如何起源的呢?科学家对此提出了很多假说,然而,并没有一个被广泛接受的理论。
本文将从不同的角度探讨生命的起源及进化机制。
一、生命起源的假说1. 地球原生质说地球原生质说认为,早期地球的一些无机化学反应产生了原始有机物,随后这些原始有机物在适宜的环境条件下聚合,逐渐形成了最早的生命形式。
这个假说的支持者们通过实验模拟了早期地球环境,成功地合成了一些有机物,如氨基酸和核苷酸。
这为地球原生质说提供了有力的实验证据。
2. 异源说异源说认为生命起源于外太空,外星球体上的有机物质通过陨石等形式抵达地球,从而在地球上诱发了生命的起源。
这个假说的支持者们指出,在陨石上发现了一些和生命有关的有机物,如氨基酸和蛋白质。
然而,尚未发现生命形式直接来自外太空的确凿证据。
3. 深海热液喷口说深海热液喷口说认为,生命起源于地球上海洋的深海热液喷口。
这些喷口是地下热液和海洋水交互作用的结果,提供了丰富的矿物质和化学能量。
科学家通过对深海热液喷口周围的环境进行研究,发现了一些独特的微生物,这些微生物具有高度适应热液环境的特点,支持了这个假说。
二、生命的进化机制1. 自然选择自然选择是进化的主要机制之一。
根据达尔文的理论,自然选择是指个体之间的差异将在适应环境的选择下被保留下来,从而使种群逐渐适应其生存环境。
自然选择通过遗传变异和适应性选择,使得物种可以从一代到下一代逐渐适应环境,并最终进化出更适应环境的特征。
2. 突变突变是进化过程中的重要因素之一。
突变是指遗传物质的突然和不可预测的变化。
它可以导致个体的性状发生改变,从而使得物种在适应环境中获得优势。
突变不仅可以在个体水平上发生,也可以在基因组水平上发生,从而对物种的进化产生重要作用。
3. 基因流动基因流动是指遗传物质在不同个体和不同种群之间的交换。
基因流动可以通过迁移、杂交等方式发生。
科普生命的起源从原始生物到人类生命的起源一直以来都是人类探索的话题之一。
从原始生物到人类的进化历程,让我们不禁对生命的奥秘和多样性感到惊叹。
本文将科普生命的起源,从最早的原始生物演化到如今的人类,了解生命的发展历程。
1. 原始生物的出现原始生物是地球上最早的生命形式。
在40亿年前,地球上出现了适应水下环境的早期生物,称为原核生物。
这些原核生物是无细胞核和细胞器的单细胞生物,如细菌和蓝藻。
它们通过光合作用来获取能量,并释放氧气。
2. 细胞核和真核生物约20亿年前,出现了细胞核和细胞器,形成了真核生物。
细胞核和细胞器使得真核生物具备更高级的功能,如分化和合作。
这一进化使得真核生物在地球上广泛分布,并进一步分化为原生动物、植物和真菌等不同的生物群体。
3. 多细胞生物的出现约6亿年前,多细胞生物开始在地球上出现。
通过一系列细胞的分化和合作,多细胞生物形成了不同的组织和器官。
相互间的分工合作使得多细胞生物可以更好地适应环境,并进一步发展。
4. 动物的进化与人类的起源约3.5亿年前,动物开始快速演化。
从最简单的水生生物到陆地生物,动物逐渐形成了鱼、两栖动物和爬行动物等。
在这个过程中,脊椎动物逐渐出现,并进一步分化为鸟类、哺乳类和爬行类等不同的类群。
约6000万年前,灵长类动物出现。
在这个类群中,我们的近亲包括猩猩、大猩猩和黑猩猩。
随着时间的推移,灵长类动物不断进化,并最终发展成了智人(人类的祖先)。
人类的起源可以追溯到约200万年前的非洲。
智人的出现被认为是人类进化历史上的一大突破。
智人具备了高度发达的大脑和智慧,使得我们能够创造工具、发展语言、构建社会和进行文化交流。
5. 人类的进化与文明的兴起从古代人类到现代人类,人类经历了长期的进化和演化。
随着文明的兴起,人类逐渐从简单的部落社会过渡到农耕社会、工业社会,再到如今的信息社会。
6. 未来的发展与探索尽管我们对生命起源和人类进化的了解已经相当丰富,但仍有许多未解之谜等待我们去探索和解答。
什么是生命的起源?
一、生命的定义
生命是一种让物体能够自我繁殖并能够自我维持的特殊物质状态。
生
命需要具备的属性包括自我繁殖的能力、自我修复的能力、自我适应
的能力以及对外部环境进行感知的能力。
二、生命的分类
在生物学中,生命被分成了三大域,即细菌域、古菌域和真核生物域。
真核生物又被划分为动物、植物和真菌三类。
所有生物都含有基因,
基因是重要的遗传物质,它们控制着生物的生长和发育。
三、生命的起源理论
生命的起源一直是人类探索的焦点,科学家们提出了多种生命起源的
假说。
1.原始生命起源假说
它认为,生物质需要越过化学壁垒才可以进一步演化为细胞,即认为
生命的起源来自于生物质本身的聚合。
这个假说的主要阐述,是在60
年代以前。
2.自然选择起源假说
自然选择是一种基于遗传和变异的选择,生物的进化就是一种持续的自然选择过程。
自然选择起源假说认为,生命的起源是在日益严寒的挑战和激励下,一种新的物种会试图摆脱环境和天敌的压力,尝试着从化学物质中慢慢走向有机物的世界。
3.外来火种假说
它认为太阳系和其它恒星系之间可能存在攻击性很高的化学物质和生物体,这些生物体在从外太空到达地球时,便开始了对地球生命系统的影响,感染了地球上最原始、最难以识别的原生生命体,从而促进了生命的起源。
四、结论
目前,关于生命起源的理论还有许多猜测和探索,迄今为止没有能够得到确定的答案。
不过,随着科学技术的不断发展,相信在未来,人们能够对生命的起源进行更深入的研究,一步步揭开生命之谜。
地球生命的原始起源地球是我们人类赖以生存的家园,而地球上的生命是我们最为关注的话题之一。
那么,地球上的生命是如何起源的呢?这是一个引人深思的问题,科学家们通过长期的研究和观察,提出了一些关于地球生命起源的理论。
一、化学演化理论化学演化理论认为,地球上的生命起源于无机物质的化学反应。
根据这一理论,地球上的原始大气中含有丰富的氨、甲烷、水蒸气和氢气等物质,这些物质在闪电、紫外线辐射等外界条件的作用下,发生了一系列的化学反应,最终形成了有机物质,如氨基酸、核苷酸等。
这些有机物质进一步聚合形成了生命的基本分子,如蛋白质、核酸等,从而诞生了地球上的生命。
二、原核生命起源理论原核生命起源理论认为,地球上的生命起源于原核生物。
原核生物是一类简单的单细胞生物,它们没有真核细胞的核膜和细胞器,但具有基本的生命特征。
根据这一理论,地球上的原核生物通过自我复制和遗传变异等方式,逐渐演化出了更加复杂的细胞结构和功能,最终形成了真核生物,如植物、动物等。
三、外源生命起源理论外源生命起源理论认为,地球上的生命起源于外太空。
根据这一理论,地球上的生命可能是由宇宙尘埃中的微生物或外星生物通过陨石等载体传播到地球上的。
科学家们通过对陨石中的微生物和地球上生命的比较研究,发现它们具有相似的遗传物质和生物结构,这支持了外源生命起源的可能性。
四、深海热液喷口理论深海热液喷口理论认为,地球上的生命起源于深海热液喷口。
深海热液喷口是地球深海中的一种特殊环境,它们具有高温、高压、高浓度的矿物质和化学物质,为生命的起源提供了适宜的条件。
科学家们通过对深海热液喷口中的微生物的研究,发现它们具有独特的生物化学特征和适应能力,这支持了深海热液喷口理论的可行性。
综上所述,地球生命的原始起源是一个复杂而神秘的过程,目前科学家们提出了多种理论来解释这一问题。
无论是化学演化理论、原核生命起源理论、外源生命起源理论还是深海热液喷口理论,都为我们揭示了地球生命起源的一部分真相。
生命的起源和进化自古以来,生命的起源一直是人们探究的一个重要问题。
从原始时期开始,人们就在不断地思考这个问题,想要寻找答案。
直到今天,生命的起源仍然是一个备受关注的话题,人们还在不断地尝试着去探寻、去发现。
一、生命的起源1.1 原始空间中的有机分子关于生命的起源,现代科学家们提出了许多的理论。
其中,最著名的理论是原始空间中的有机分子形成生命的“自然演化”理论。
在宇宙诞生之初,空间里的原子元素在高温、高压、高放射性环境下相互碰撞,逐渐形成了各种有机分子。
当温度降低、压力减小时,这些分子形成了复杂的化合物。
这些有机分子最终聚合成了生命的基本分子,例如蛋白质、核酸等。
然后,这些分子不断地进行自我组合和自我增殖,终于形成了最基本的生命形式——细胞。
1.2 深海热泉中的生命起源还有一种关于生命起源的理论叫做深海热泉生命起源理论。
这个理论认为,生命最初在深海热泉中诞生。
生命从何而来一直是人们探究与研究的主题。
热泉生命起源理论认为,生命的起源是在深海的热气泡中形成的。
深海热泉的环境包括高温高压,这个环境包容了世上众多的物质,由此可以孕育生命。
微生物因此成为了那里的主要生物。
而随着保水、酵素的出现,人类的祖先也从这里诞生出来。
二、生命的进化2.1 细胞的进化生命在起源之后,开始了长达数亿年的进化历程。
而细胞的进化是其中最重要的一部分。
细胞进入生命的进化轨迹后,经历了无数循环。
最初诞生的细胞难以进行独立的复制和功能,但是随着复制、细胞分裂的能力提升,进化逐渐走向了更加复杂的现代生命。
2.2 生物的进化在细胞进化的基础上,更高层次的生命体也开始了进化。
从原始的单细胞生物到多细胞生物,再到具有高度智能的哺乳动物,生命进化的历程异常复杂,却也是异常精彩的。
细胞和生物的进化是生命进化的两个重要方面,两者都从最初简单的形态发展为复杂的现代生命,而这面临了许多漫长的考验。
三、生命的进化与人类文明人类文明的发展,与生命的进化息息相关。
生命的起源和近代生命科学的发展湖南耒阳一中王春摘要生命起源有很多假说,其中以化学起源说与热泉生态系统假说影响最大。
20世纪到21世纪初生命科学取得巨大进展,发展出众多的细分学科,并取得丰硕的成果,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。
关键词化学起源说热泉生态系统假说生命科学巨大进展生命何时、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,有几种著名的假说,如神造说、自然发生说、化学起源说等,其中化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。
化学起源说认为,生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。
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。
生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。
生命起源的化学进化论首先得到了一位美国的学者米勒的证实,米勒在1953年把氨气、氢气,还有水、一氧化碳放在一个密封的瓶子里面,在瓶子里面两头插上金属棒,完了通上电源,通过这个类似于闪电的作用,确实在几天之后产生了大量的氨基酸。
那么就是说在地球上面,在闪电下,在常温下,也能成为无机分子,合成有机分子。
我们知道,你氨基酸的话,是组成蛋白质的最重要的物质,可以说,组成生命起源最重要的物质。
因此,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,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。
20世纪70年代以来,部分学者提出生命的起源可能与热泉生态系统有关的观点。
当时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。
人们依然在寻找人类起源的各种可能,同时在生命科学各领域所取得的巨大进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。
很多科学家认为,在未来的自然科学中,生命科学将要成为带头学科,甚至预言21世纪是生物学世纪,虽然目前对这些论断还有不同看法,但勿庸置疑,在21世纪生命科学将继续蓬勃发展,生命科学对自然科学所起的巨大推动作用,决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。
假如过去生命科学曾得益于引入物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展,那么,未来生命科学将以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。
当21世纪来临的时候,一些有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题,如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决,莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。
20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现,随后遗传信息传递“中心法则”的确立与DNA 重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。
分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对(遗传密码)的全序列,人体细胞约有10万个基因。
人类基因组的“工作草图”迄今20%的测序已达99.99%的准确率和完成率,今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因,诸如控制记忆与行为的基因,控制细胞衰老与程序性死亡的基因,新的癌基因与抑癌基因,以及与大量疾病有关的基因。
将利用这些成果去为人类健康服务。
70年代后,分子生物学的发展,以基因工程为代表的生物工程的出现,生物技术通过对DNA链的精确切割与有目的地重组,使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。
迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景,尽管还存在有不少争议的问题,但很有可能成为21世纪的新兴产业。
由于生命科学的发展,人才的需求量激增,近年除越来越多的物理学家,化学家与技术科学家被吸引到生物学研究领域外,以美国为例,近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。
优秀青年科学家流向生命科学前沿,这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。
上世纪80年代有远见的生物学家把分子生物学(包括分子遗传学)、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科,无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。
遗传学(主要是分子遗传学)不仅当前是生物科学的带头学科,在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。
有些科学家早就预测到,由于分子生物学、细胞生物学与遗传学的结合,必然促进发育生物学的蓬勃发展,从而提出发育生物学将成为21世纪生命科学的“新主人”,这种预测已逐渐变为现实。
分子生物学(包括分子遗传学)在生命科学中的主流地位,以及它在推动整个生命科学发展中所起的巨大作用是无可争辩的。
细胞是生命活动基本的结构与功能单位,细胞生物学作为生物科学的基础学科地位必须给予重视。
很多生物科学家认为神经科学或脑科学的崛起将代表着生命科学发展的下一个高峰,然后将促进认知科学与行为科学的兴起。
生态学可能是最直接为人类生存环境服务,井对国民经济持续与协调发展起重要作用的学科。
分子生物学 分子生物学是在分子水平上研究生命现象本质与规律的学科。
核酸与蛋白质(有人认为还有糖)是生命的最基本物质,因此核酸与蛋白质结构与功能的研究今后仍然是分子生物学研究的主要内容。
蛋白质是生命活动的主要承担者,几乎一切生命活动都要依靠蛋白质(包括酶)来进行。
蛋白质分子结构与功能的研究除了要阐明由氨基酸形成的并有一定顺序的肽链结构外,今后将特别重视肽链拆叠成的特定的三维空间结构,因为蛋白质生物功能与它的空间构型关系极为密切,核酸是遗传信息的携带者与传递者,遗传信息由DNA~RNA一蛋白质的传递过程,称为遗传信息传递的“中心法则”,是分子生物学(分子遗传学)研究的核心。
其基本问题己比较清楚,当前研究的重点是: ①约经10一15年,人类基因组30亿个碱基对全序列(遗传密码)可以测出,这是具有里程碑意义的工作; ②真核生物基因表达过程在各层次上调节的研究仍然是今后相当长一段时间的任务。
分子生物学的概念、方法与技术和各学科的渗透,正在形成很多新的学科,诸如分子遗传学、细胞分子生物学、神经分子生物学、分子分类学、分子药理学与分子病理学等等。
因此分子生物学在生命科学中的主导作用还将要持续下去。
遗传学 遗传学比分子生物学更具有自己独立的学科体系。
但现代遗传学与分子生物学是不可分割、相互交叉的两个学科,且很难截然分开。
有些著名的遗传学家把遗传学概括称为基因学,因为现代遗传学主要是研究生物体遗传信息传递与表达的学科。
基因携带的信息是由基因的结构所决定,信息的表达是由基因的功能实现的,因此遗传学研究的是基因的结构与功能。
从遗传学的角度看,所有生命现象的机制,追根究底都会与基因的结构与功能相关。
因此遗传学在今后较长时间仍然是生命科学的核心学科和推动力。
有人估计人体细胞内约有10万个基因,迄今弄清楚的不到5%,所以与重要生命活动有关与疾病有关的新基因的发现与阐明将是今后几十年的重要任务。
细胞生物学 著名生物学家威尔逊(Wilson)早在20世纪20年代就提出一句名言“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”,至今还有着很深的内涵。
魏斯曼与摩尔根都曾先后试图在细胞研究的基础上建立遗传、发育与进化统一的理论,虽然当时没有找到具体解决的途径,但关于细胞的知识在生物科学中的重要性是显而易见的。
细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位,细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学,细胞的结构。
细胞代谢、细胞遗传、细胞的增殖与分化,细胞信息的传递与细胞的通讯等是细胞生物学主要研究内容。
虽然今后细胞生物学研究的内容是全方位的,但概括起来可能是两个基本点:一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动,如生长、增殖、分化与衰老等,在此要涉及到一个全新的问题,细胞内外信号如何传递;二是基因产物一一蛋白质分子与其他生物分子如何构建与装配成细胞的结构,并行使细胞的有序的生命活动。
今后20多年,以下一些问题可望取得重要进展与突破:①遗传信息的储存、复制与表达的主要执行者——染色体的结构与功能可能在不同的结构层次上得到阐明。
②细胞骨架(包括核骨架与染色体骨架)的研究将得到全方位的进展。
③细胞生物学与分子生物学、遗传学的结合,将在细胞分化机理研究方面有重要突破,为发育生物学快速发展奠定基础。
④细胞衰老与细胞程序化死亡的机理将在更深层次上阐明。
⑤以细胞分子生物学为骨干学科与其他学科结合,人工装配生命体的理想可能逐步实现。
发育生物学 从一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为一个结构与功能复杂的个体,是至今未能解决的生命科学的重大课题,也是发育生物学的主课题。
由于近几十年分子生物学、遗传学与细胞生物学所取得一一系歹(突破性成果与知识的积累,已为解决这一重大课题创造了条件,这也就是今后发育生物学应运而飞速发展的原因。
发育生物学当今要解决的基本问题是细胞的基因如何按一定的时空关系选择性地表达专一性的蛋白质,从而控制细胞的分化与个体发育。
阐明基因在多层次水平上控制胚胎的发育就不仅是涉及到个别基因的问题,而是一系列调节基因在时空上的联系与配合,从而支配发育的程序。