生命的起源与演化论文.docVIP

生命的起源与演化 马闯 （体育学院 社会体育12-1 521521） 摘要：本文论述的生命何时、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。生命起源是一个古老、神秘而又时髦的大课题，长时期来始终被封建迷信所笼罩。在我国号称“鬼城”的四川鄷都县有一座奈何桥，桥两岸生与死遥遥相望，桥下便是阴曹地府，生命与非生命之间果真有一条不可逾越的鸿沟吗？上帝创造人的故事和达尔文的物种进化都是在生命诞生之后的事，不在本文的讨论范围之列。这里要论证的是在混屯初开之时，地球上的原始生命物质和原始生命形态是如何形成的。关于生命起源的几种假说 　　1．创世说（神创论）和新创世说：创世说是把生命起源这一科学命题划人神学领域，认为地球上的一切生命都是上帝设计创造的，或者是由于某种超自然的东西干预产生的。19世纪以前西方流行创世说这一学说。近年来，在科学的高速发展的情况下，创世说的支持者为坚持这一非科学的观点，不得不作出新的努力使圣经与科学调和，用科学知识来证明圣经的故事，如将生物学和古生物学的一些“证据”来证明上帝造物和物种不变的观点，这就是现代的新创世说。这一学说无论怎样修饰都是不科学的。 　 2．自然发生说（自生论）：认为生命可以随时从非生命物质直接迅速产生出来。如腐草生萤，腐肉生蛆、白石化羊等。这一学说在17世纪曾流行于欧洲。随着意大利的医生雷地和法国微生物学家巴斯德等人的实验的成功，这一学说失去了他的生命力。 　　3．生物发生说（生源论）：认为生命只能来自生命，但不能解释地球上最初的生命的来源。 　　4．宇宙发生说（生论）：认为地球上的生命来自宇宙间的其他星球，某些微生物的孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而到达地球，从而使地球具有了初始的生命。这个学说仍然不能解释宇宙间最初的生命是怎样产生的。此外，宇宙空间的物理因素，如紫外线、温度等对生命是致死的，生命又是怎样穿过宇宙空间而不会死亡呢？ 　　5．化学进化说（新自生论）：认为地球上的生命是在地球历史的早期，在特殊的环境条件下，由非生命物质经历长期化学进化过程而产生的。这一过程是伴随着宇宙进化过程进行的。生命起源是一个自然历史时间，是整个宇宙演化的一部分。因为有比较充分的根据和实验证明，这一学说为多数科学家接受，但仍需要深入进行研究。“海底黑烟囱” 海底黑烟囱及相关生物群体的发现是近20年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一。在海底黑烟囱周围高温、高几、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中，生活着特殊的深海生物群落，它们的初级生产者嗜热细菌和占细菌，在基因组序列上最接近地球上原始的祖先，生活环境也与生命起源时地球上的高温、缺氧环境非常类似。地球历史旱期热液系统曾经在地球表而广泛分布，因而嗜热微生物有着广泛的生存空间。通过对生命起源必须具备的物质条件、环境条件、能量条件、安全条件等方而考虑，现代海底黑烟囱周围的水热环境是探索生命起源的理想场所。 生命起源必须具备物质、环境、能量、安全等条件,目前广泛认为生命最可能产生于黑烟囱周围,因为海底黑烟囱可以提供生命起源所需的所有条件,分析如下[4]: (1)物质条件。黑烟囱周围是化学演化的有利场所,热液喷口喷出CH4、H2、NH3、H2S、HCN和各种金属元素可以提供化学演化各阶段所需的所有原料,并且可以为生命出现以后的生命延续提供能量和营养物质; (2)能量条件。生命起源中由无机物反应合成有机小分子以及有机小分子反应合成生物大分子等各阶段都需要高的能量才能进行,而海底黑烟囱喷出的热液温度非常高,比如东太平洋洋底“黑烟囱”喷出的热液温度高达350℃,这样的高能环境足以支持生命起源各个阶段的能量需要; (3)环境条件。水热喷口附近的温度、pH值和化学成分的梯度变化形成了复杂多样的环境条件,非常有利于生命的起源和演化。像现代海底黑烟囱周围的水热环境在现在的地球上已经不多了,但是在地球的早期,由于火山活动普遍,构造运动强烈,海底喷气和水热活动的强度至少是现代的5倍,太古代洋中脊的总长度大约是现代的3~5倍,水热环境可能广泛的存在于地球表面[5],因而嗜热微生物有着广泛的生存空间。可能最早的太古宙生命就是被限制在热液系统周围的嗜热微生物。现生的极端嗜热的古细菌和甲烷菌最接近于地球上的最古老的祖先。随着地球的演化,环境的改变,这些古老的嗜热微生物以及它们的生活范围也变得越来越小了。 (4)安全条件。有两种环境可以成为生命的摇篮:一是水体的表浅处,在这里“汤”可以在阳光下浓缩、“烹调”;另一处类似于现代海底黑烟囱附近的黑暗的深水下的水热喷口。原始地球由于天体碰撞频繁及