生命起源图片可爱

A. 关于生命的起源的说法有哪些

1953年，芝加哥大学的研究生斯坦利·米勒拿起两个长颈瓶——一个盛着一点水，代表远古的海洋，一个装着甲烷、氨和硫化氢的气体混合物，代表地球早期的大气——然后用橡皮管子把两个瓶子一连，放了几次电火花算做闪电。几个星期以后，瓶子里的水呈黄绿色，变成了营养丰富的汁，里面有氨基酸、脂肪酸、糖以及别的有机化合物。米勒的导师、诺贝尔奖获得者哈罗德·尤里欣喜万分，说：“我可以打赌，上帝肯定是这么干的。”

当时的新闻报道听上去让人觉得，你只要把瓶子好好地晃一晃，生命就会从里面爬出来。时间已经表明，事情根本不是那么简单。尽管又经过了半个世纪的研究，今天我们距离合成生命与1953年的时候一样遥远——更不用说认为我们已经有这等本事。科学家们现在相当肯定，早期的大气根本不像米勒和尤里的混合气体那样已经为生命的形成作好准备，而是一种很不活泼的氮和二氧化碳的混合物。有人用这些更具挑战性的气体重新做了米勒的实验，至今只制造出一种非常原始的氨基酸。无论如何，其实问题不在于制造氨基酸，问题在于蛋白质。

你把氨基酸串在一起，就得到了蛋白质。我们需要大量的蛋白质。其实谁也不大清楚，但人体里的蛋白质也许多达100万种之多，每一种都是个小小的奇迹。按照任何概率法则，蛋白质不该存在。若要制造蛋白质，你得把氨基酸（按照悠久的传统，我在这里应当将其称之为“生命的砌块”）按照特定的顺序来排列，就像你拼写一个单词必须把字母按照特定的顺序来排列一样。问题是那些以氨基酸字母组成的单词往往长得不得了。若要拼出“胶原蛋白（collagen）”（一种普通蛋白质的名字）这个名字，你只需要以正确的顺序排列8个字母。若要制造胶原蛋白，你就得以绝对准确的顺序排列1055个氨基酸分子。但是——这是个明显而又关键的问题——你并不制造胶原蛋白。它会自发形成，无须你的指点，不可能性就从这里开始了。

坦率地说，1055个氨基酸分子要自发排列成一个胶原蛋白这样的分子的概率是零。这种事情完全不可能发生。为了理解它的存在是多么不可能，请你想象一台拉斯韦加斯普通的老虎机，不过要把它大大地扩大一下——说得确切一点，扩大到大约27米——以便容纳得下1055个转轮，而不是通常的三四个，每个轮子上有20个符号（每一个代表一种普通的氨基酸）。你要拉多少次把手那1055个符号才会以合适的顺序排列起来？实际上，拉多少次都没有用。即使你把转轮的数目减少到200个——这其实是蛋白质分子所含的氨基酸分子的比较典型的数量，所有200个符号都按照特定的顺序来排列的概率是10—260。那个数字本身比宇宙里原子的总数还要大。

总之，蛋白质是十分复杂的实体。血红蛋白只有146个氨基酸分子长，按照蛋白质的标准只是个矮子，然而即使那样，氨基酸的排列方式也有10190种可能性。因此，剑桥大学的化学家马克斯·佩鲁茨花了23年时间——大体上相当于一个人的职业生涯——才解开了这个谜。想要随随便便地制造哪怕是一个蛋白质分子也似乎是极不可能的——天文学家弗雷德·霍伊尔打了个精彩的比方，就像是一阵旋风掠过一个旧货栈，后面留下了一架装配完好的大型客机。

然而，我们在讨论的蛋白质有几十万种，也许是100万种，就我们所知，每一种都别具一格，与众不同，对于维持你的健康和幸福必不可少。我们就从这里接着往下讨论。为了被派上用场，一个蛋白质分子不但要把氨基酸分子按照合适的顺序排列起来，还要从事一种化学打褶工作，把自己叠成特定的形状。即使实现了这种复杂的结构，蛋白质分子对你依然没有用处，除非它能复制自己，而蛋白质分子不会。为了达到这个目的，你需要DNA（脱氧核糖核酸）。DNA是复制专家——几秒钟就能复制一份自己，但除此之外没有别的本事。于是，我们处于一种自相矛盾的境地。蛋白质分子没有DNA就不能存在，DNA没有蛋白质就无所事事。那么，我们是不是该认为，它们为了互相支持而同时产生呢？如果是的，哇，太好了！

还有，要是没有膜把DNA、蛋白质和别的生命要素包裹起来，它们也不可能兴旺发达。原子或分子不会独立实现生命。从你身上取下一个原子，它像一粒沙那样没有生命。只有许多原子凑到一起，待在营养丰富的细胞里，这些不同的物质才能参加令人惊叹的舞会，我们称其为生命。没有细胞，它们只是有意思的化学物质。但要是没有这些化学物质，细胞就毫无用处。正如戴维斯所说：“要是一切都需要别的一切，分子社会最初是怎么产生的？”这就好像你厨房里的各种原料不知怎的凑到一起，自己把自己烤成了蛋糕——而且，必要的话，这块蛋糕还会分裂，产生更多的蛋糕。所以，我们把生命称为奇迹，这是不足为怪的。我们才刚刚开始搞个明白，这也是不足为怪的。

那么，是什么促成这神奇的复杂结构呢？哎呀，一种可能是，也许它并不那么——并不那么——神奇，就像乍一看来的那样。以那些不可思议的蛋白质分子为例，我们假设，我们所看到的奇迹般的排列，是在形成完毕以后才出现的。要是在那台大老虎机里，有的转轮可以受到控制，就像玩滚木球游戏的人可以控制几根大有希望的木柱一样，那会怎么样？换句话说，要是蛋白质不是一下子形成的，而是慢慢地演化的，那会怎么样？

请你想象一下，要是你把制造一个人的所有材料都拿出来——碳呀，氢呀，氧呀，等等，和水一起放进一个容器，然后用力摇一摇，里面就走出来一个完整的人。那将会是不可思议的。哎呀，那基本上就是霍伊尔和其他人（包括许多热心的特创论者）提出的。他们认为，蛋白质是一下子自发形成的。蛋白质不是——也不可能——这样形成。正如理乍得·道金斯在《盲人钟表匠》一书中所说，肯定有某种日积月累的选择过程，使得氨基酸聚集成块状。两三个氨基酸分子也许为了某种简单的目的联结起来，一段时间以后撞在一起成为类似的小群体，在此过程中“发现”又有了某些改进。

这种与生命有关的化学反应实际上比比皆是。我们也许无法按照斯坦利·米勒和哈罗德·尤里的方式从实验室制造出来，但宇宙干这事儿很容易。大自然里许多分子聚在一起形成长长的链子，名叫聚合物。糖分子经常聚在一起成为淀粉。晶体会干许多栩栩如生的事——复制呀，对环境的刺激作出反应呀，呈现复杂的图案呀。当然，它们从来不制造生命本身，但它们反复展示，复杂的结构是一种自然、自发、完全可靠的事。整个宇宙里也许存在大量生命，也许不存在，但不乏有序的自发聚合。它存在于一切东西，从对称的雪花到土星的秀丽光环。

大自然聚合事物是如此干劲十足，许多科学家现在认为，生命比我们认为的还要不可避免——用比利时生物化学家、诺贝尔奖获得者克里斯蒂安·德迪夫的话来说：“只要哪里条件合适，物质的专性表现势必发生。”德迪夫认为，很有可能，这样的条件在每个星系里大约会遇到100万次。

当然，在赋予我们生命的化学物质里，没有什么非常奇特的东西。要是你想制造另一个有生命的物体，无论是一条金鱼，一棵莴苣，还是一个人，你其实只需要4种元素：碳、氢、氧和氮，加上少量几种别的东西，主要是硫、磷、钙和铁。把30多种这类混合物放在一起，形成糖、酸和其他的基本化合物，你就可以制造任何有生命的东西。正如道金斯所说：“关于制造有生命的东西的物质，也没有什么特别的地方。有生命的东西是分子的组合，与其他一切东西没有两样。”

归根结底，生命是不可思议的，令人满意的，甚至可能是奇迹般的，但并不是完全不可能的——我们已经反复以我们自己的朴素存在证明了这一点。没有错儿，有关生命起源的许多细节现在依然难以解释。你在书上读到过的有关生命所必需的条件，每种情况都包括了水——从达尔文认为的生命始发地“小水塘”，到现在最普遍认为的生命始发地冒着气泡的海洋喷气口。但他们都忽视了一个事实：把单体变成聚合体包含一种反应，即生物学上所谓的“脱水缩合”（换句话说，开始创造蛋白质）。正如一篇重要的生物学文章所说，说得也许有点儿令人不大舒服：“研究人员一致认为，由于质量作用定律，在原始的大海里，实际上在任何含水的媒体里，这样的反应在能量方面是不大有利的。”这有点像把砂糖放进一杯水里，指望它结成一块方糖。这不该发生，但在自然界却不知怎的发生了。这一切的化学过程到底怎么样，这个问题已经超出了本书的宗旨。我们只要知道这样的一点就够了：要是你弄湿了单体，单体就不会变成聚合体——除了在制造地球上的生命的时候。情况怎么是这样发生，为什么会发生，而不是那样发生？这是生物学上一个没有回答的大问题。

近几十年来，地球科学方面有许多极其令人感到意外的发现。其中之一，发现在地球史早期就产生了生命。直到20世纪50年代，还认为生命的存在不超过6亿年。到了70年代，几位大胆的人士觉得也许在25亿年前已经有了生命。但是，如今确定的38.5亿年确实早得令人吃惊。地球表面是到了大约39亿年前才变成固体的。

“我们只能从这么快的速度推断，细菌级的生命在有合适的条件的行星上演化并不‘困难’。”斯蒂芬·杰伊·古尔德1996年在《纽约时报》上说，他在别的场合也说过，我们不得不下个结论：“生命一有可能就会产生，这是化学上势必会发生的事。”

实际上，生命出现得太快，有的权威人士认为这肯定有什么东西帮了忙——也许是帮了大忙。关于早期生命来自太空的观点已经存在很长时间，偶尔甚至使历史生辉。早在1871年，开尔文勋爵本人在英国科学促进协会的一次会议上也提出过这种可能性。他认为：“生命的种子可能是陨石带到地球上的。”但是，这种看法一直不过是一种极端的观点，直到1969年9月的一个星期天。那天，成千上万的澳大利亚人吃惊地听到一连串轰隆隆的声音，只见一个火球从东到西划过天空。火球发出一种古怪的格格声，还留下了一种气味，有的人认为像是甲基化酒精，有的人只是觉得难闻极了。

火球在默奇森上空爆炸，接着石块似雨点般地落下来，有的重达5千克以上。默奇森是个600人的小镇，位于墨尔本以北的古尔本峡谷。幸亏没有人受伤。那种陨石是罕见的，名叫碳质球粒陨石。镇上的人很帮忙，捡了90千克左右回来。这个时间真是最合适不过。不到两个月以前，“阿波罗11号”刚刚回到地球，带回来一满袋子月球岩石，因此全世界的实验室都在焦急地等着要——实际上是在吵着要——天外来的石头。

人们发现，默奇森陨石的年代已达45亿年，上面星星点点地布满着氨基酸——总共有74种之多，其中8种跟形成地球上的蛋白质有关。2001年底，在陨石坠落30多年以后，加利福尼亚的埃姆斯研究中心宣布，默奇森陨石里还含有一系列复杂的糖，名叫多羟基化合物。这类糖以前在地球之外是没有发现过的。

自1969年以来，又有几块碳质球粒陨石进入地球轨道——有一块于2000年1月坠落在加拿大育空地区的塔吉什湖附近，北美许多地方的人都亲眼目睹了那个景象——它同样证明，宇宙里实际上存在着丰富的有机化合物。现在认为，哈雷彗星的大约25%是有机分子。要是这类陨石经常坠落在一个合适地方一比如地球，你就有了生命所需的基本元素。

胚种说——即生命源自天外的理论——的观点有两个问题。第一，它没有回答生命是如何产生的这个问题，只是把责任推给了别的地方。第二，连胚种说的最受人尊敬的支持者有时候也到了猜测的地步。肯定可以说，这是很轻率的。DNA结构的两个发现者之一弗朗西斯·克里克和他的同事莱斯利·奥格尔认为“聪明的外星人故意把生命的种子”播在了地球。格里宾称这个观点“处于科学地位的最边缘”——换句话说，假如这个观点不是一位诺贝尔奖获得者提出的，人家会认为它简直荒唐透顶。弗雷德·霍伊尔和他的同事钱德拉·威克拉马辛格认为，外层空间不但给我们带来了生命，而且带来了许多疾病，如流感和腺鼠疫，这就进一步削弱了胚种说的影响。生物化学家们很容易驳斥那些观点。

无论是什么事导致了生命的开始，那种事只发生过一次。这是生物学上最非同寻常的事实，也许是我们所知道的最不寻常的事实。凡是有过生命的东西，无论是植物还是动物，它的始发点都可以追溯到同一种原始的抽动。在极其遥远的过去，在某个时刻，有一小囊化学物质躁动一下，于是就有了生命。它吸收营养，轻轻地搏动几下，经历了短暂的存在。这么多情况也许以前发生过，也许发生过多次。但是，这位老祖宗小囊干了另一件非同寻常的事：它将自己一分为二，产生了一个后代。一小袋遗传物质从一个生命实体转移给了另一个生命实体，此后就这样延续下去，再也没有停止过。这是个创造我们大家的时刻。生物学家有时候将其称之为“大诞生”。

“无论你到世界的什么地方，无论你看到的是动物、植物、虫子还是难以名状的东西，只要它有生命，它就会使用同一部词典，知道同一个代码。所有的生命都是一家。”马特·里德利说。我们都是同一遗传戏法的结果。那种戏法一代一代地传下来，经历了差不多40亿年，到了最后，你甚至可以学上一点人类遗传的知识，拼凑个错误百出的酵母细胞，真酵母细胞还会让它投入工作，仿佛它是自己的同类。在非常真实的意义上，它确实是它的同类。

生命的黎明——或者说是很像生命的东西——摆在一位友好的同位素地球化学家办公室的书架上。她的名字叫维多利亚·贝内特。她的办公室位于堪培拉澳大利亚国立大学的地球科学系大楼。贝内特女士是美国人，根据一个为期两年的合同于1989年从加利福尼亚来到澳大利亚国立大学，此后一直留在那里。2001年底我去拜访她的时候，她递给我一块不起眼的又重又大的石头。它由带细条纹的白色石英和一种灰绿色的名叫斜辉石的材料组成。石头来自格陵兰的阿基利亚岛。1997年，那个岛上发现了极其古老的岩石。那些岩石的年代已达38.5亿年之久，代表了迄今为止发现过的最古老的海洋沉积物。

“我们没有把握，你手里拿着的玩意儿里过去是不是存在微生物。你非得将它敲碎了才能搞明白。”贝内特对我说，“但是，它来自过去掘到过最古老的生命的同一矿床，因此它里面很可能有过生命。”无论你怎么仔细搜寻，你也找不到真正的微生物化石。哎呀，任何简单的生物都会在海洋污泥变成石头的过程中被烘烤没了。要是我们把岩石敲碎，放在显微镜下面细看，只会看到微生物残留的化学物质——碳同位素以及一种名叫磷灰石的磷酸盐。二者一块儿表明，那块岩石里过去存在过生物的小天地。“至于那些生物是什么模样的，我们只能猜猜而已，”贝内特说，“它很可能是最基本的生命——不过，它毕竟也是生命。它活过。它繁殖过。”

最后，就到了我们这一代。

要是你打算钻进非常古老的岩石——贝内特女士无疑是这么做的，澳大利亚国立大学长期以来是个首选的去处。这在很大程度上要归因于一位名叫比尔·康普斯顿的足智多谋的人。他现在已经退休，但在20世纪70年代建立了世界上第一台“灵敏高清晰度离子显微探测器”——或者以它的开头字母更亲呢地被称之为Shrimp（小虾）。这种仪器用来测定名叫锆石的微小矿石里铀的衰变率。锆石存在于除玄武岩以外的大多数岩石，寿命极长，能够挺过除潜没以外的任何自然过程。绝大部分地壳已经在某个时刻滑回地球内部，但偶尔——比如在澳大利亚西部和格陵兰——地质学家们会发现始终留在地表的岩石。康普斯森的仪器能以无与伦比的精确度测定这些岩石的年代。“小虾”的样品在地球科学系自己的车间里制造和定型，看上去是为了节省开支而用零件组装起来的，但效果相当不错。1982年进行了第一次正式测试，测定了从澳大利亚西部取回来的一块迄今为止发现的最古老的岩石的年代，得出的结果是43亿年。

“用崭新的技术那么快就发现了那么重要的东西，”贝内特对我说，“这在当时引起了一阵轰动。”

她把我领进走廊，去看一眼目前的型号：“小虾2号”。那是一台又大又重的不锈钢仪器，也许有3.5米长，1.5米高，坚固得像个深海探测器。来自新西兰坎特伯雷大学的鲍勃坐在前面的操纵台，目不转睛地望着荧光屏上一串串不停变化的数据。他对我说，他从凌晨4点起一直守在那里。现在才上午9点，他要值班到中午。“小虾2号”一天运转24个小时。有那么多的岩石需要确定年代。要是你问两位地球化学家这工作是怎么进行的，他们会滔滔不绝地谈到丰富的同位素、离子化程度，等等，这些听上去很可爱，但不容易搞明白。然而，简单来说，他们通过用一串串带电的原子轰击样品，就能测定锆石样品中铅和铀的含量的细微差别，从而精确地确定岩石的年代。鲍勃对我说，识读一块锆的数据大约要花17分钟；为了取得可靠的数据，每块锆石你得读上几十遍。实际上，这个过程似乎与分散进行有着差不多的工作量，差不多的刺激，就像去洗衣店那样。然而，鲍勃似乎很快活。实际上，从新西兰来的人似乎都很快活。

地球科学系的院子是个古怪的组合——部分是办公室，部分是实验室，部分是仪器间。“过去什么东西都在里面制造，”她说，“我们甚至有一名自己的吹玻璃工，不过他已经退休了。但我们仍有两名敲石头的正式工。”她发现我脸上露出有点吃惊的神色，“我们有大批的石头要敲。你不得不做非常仔细的准备工作，确保那些石头没有被先前的样品污染——上面没有灰尘，干干净净。这是个相当严谨的过程。”她指给我看几台碎石机。那些机器确实很干净，虽然两名碎石工显然是喝咖啡去了。碎石机旁边有几个大箱子，里面放着各种形状、各种大小的岩石。澳大利亚国立大学确实在处理大批的岩石。

我们转完以后回到贝内特的办公室，我注意到她的墙上挂着一幅宣传画，以艺术家的丰富想象力展示了看上去很像是35亿年前的地球。当时，生命才刚刚起步。那个古老的年代在地球科学上叫做太古代。该画表现了一幅陌生的情景，上面有巨大的活火山，红得刺眼的天空，下面有一个冒着水蒸气的古铜色大海。前景的阴影里塞满了一种细菌寄生的岩石，名叫叠层石。它看上去不像是个很有希望产生和孕育生命的地方。我问她这幅画是否画得准确。

“哎呀，有个学派认为，当时其实很凉爽，因为太阳已经弱多了。（我后来获悉，生物学家们开玩笑时把这种看法称为“中国餐馆问题”——因为我们有个光线暗淡的太阳。）要是没有大气，即使太阳很弱，紫外线也会撕碎早期的任何分子键。然而，在那儿，”她轻轻地拍了拍那几块叠层石，“生命几乎就在表面。这是个谜。”

“那么，我们其实不知道当时的世界是什么模样的？”

“嗯。”她想了想，表示赞同。

“无论如何，反正对生命似乎不大有利。”

她和蔼地点了点头：“但是，肯定有适合于生命的东西，要不然我们不会来到这个世界上。”

那个环境肯定不适合于我们。要是你从一台时间机器里出来，踏进那个古老的太古代世界，你会马上缩回去，因为当时的地球上与今天的火星上一样没有供我们呼吸的空气。而且，地球上还充满从盐酸和硫酸中散发出来的毒气，强烈得足以腐蚀衣服和使皮肤起泡。地球上也不会有维多利亚·贝内特办公室里那幅宣传画上所描绘的那种干净而又鲜艳的景色。当时的大气里都是混浊的化学物质，阳光几乎射不到地面。你只能借助经常掠过的明亮的闪电，在短时间里看见有限的东西。总之，这是地球，但我们不会认出那是我们自己的地球。

在太古代的世界里，结婚周年纪念日是完全没有的。在20亿年时间里，细菌是惟一的生命形式。它们活着，它们繁殖，它们数量增加，但没有表现出想发展到另一个更富挑战性的生存层面的特别倾向。在生命的头10亿年的某个时候，藻青菌，或称蓝绿藻，学会了利用大量存在的资源——存在于水中的特别丰富的氢。它们吸收水分子，吃掉了氢，排出了氧，在此过程中发明了光合作用。正如马古利斯和萨根指出的，“光合作用无疑是本星球的生命史上所创造的最重要的新陈代谢方法”——光合作用是由细菌而不是由植物发明的。

随着藻青菌的增多，世界开始充满O₂，发现氧是有毒的微生物深感吃惊——而在那个年代，那种微生物比比皆是。在一个厌氧的（或不使用氧的）世界里，氧是剧毒的。我们的白血球实际上就是用氧来杀死入侵的细菌。氧从根本上说是很毒的，我们听了往往会大吃一惊，因为许多人觉得呼吸氧是很舒服的事，但那只是因为我们已经逐步进化到了能利用氧。对于别的东西来说，它是一种可怕的东西。它使黄油变质，使铁生锈。连我们对氧的耐受力也是有限度的。我们细胞里的氧气浓度，只有大气里的大约十分之一。

新的会利用氧的细菌有两个优势。氧能提高产生能量的效力，它打垮了与之竞争的微生物。有的撤退到厌氧而泥泞的沼泽和湖底世界里；有的也照此办理，但后来（很久以后）又移居到了你和我这样的有消化力的地方。有相当数量的这类原始实体此时此刻就生活在你的体内，帮助消化你的食物，但厌恶哪怕是一丁点儿O₂。还有无数的其他细菌没有适应能力，最后死亡了。

藻青菌逃跑并取得了成功。起初，它们所产生的额外的氧没有积聚在大气里，而是与铁化合，成为氧化铁，沉入了原始的海底。有几百万年的时间，世界真的生锈了——这个现象由条形铁矿生动地记录了下来，今天却为世界提供了那么多的铁矿石。在几千万年时间里，发生的情况比这多不了多少。要是你回到那个元古代初期的世界，你发现不了很多迹象，说明地球上未来的生命是很有前途的。也许，你在这里和那里隐蔽的水塘里会遇上薄薄的一层有生命的浮渣，或者在海边的岩石上会看到一层亮闪闪的绿色和褐色的东西，但除此之外生命依然毫无踪影。

但是，大约在35亿年以前，更加坚强的东西变得显而易见。只要哪里的海水很浅，可见的结构就开始展现。在藻青菌完成惯常的化学过程的当儿，它们开始带有点儿黏性。那个黏性粘住了微小的灰尘和沙粒，一起形成了有点古怪而又坚固的结构——浅水里的叠层石，维多利亚·贝内特办公室墙上挂的画里就是这类东西。叠层石有各种形状、各种大小。叠层石有时候看上去像巨大的花椰菜，有时候又像毛茸茸的地垫（叠层石在希腊语里就是地垫的意思）；有时候，叠层石呈圆柱状，戳出水面几十米——偶尔高达100米。从各种表现形式来看，叠层石都是一种有生命的岩石。叠层岩代表了世界上第一个合作项目，有的种类的原始生物就生活在表面，有的就生活在下面，一方利用了另一方创造的条件。世界有了第一个生态系统。

多少年来，科学家是从化石结构了解叠层石的。但是，在1961年，他们在遥远的澳大利亚西北海岸的沙克湾发现了一个有生命的叠层石社会，着实吃了一惊。这完全是出乎意料的事——太出乎意料了，因此科学家们实际上过了几年才充分意识到自己的发现。然而，今天，沙克湾成了个旅游胜地——至少是一个不着边际的地方有可能成为的那种旅游胜地。用木板架成的人行道伸进了海湾，游客们可以在水的上方漫步，好好看一眼叠层石就在水面之下静静地呼吸。叠层石没有光泽，灰色，看上去很像大团的牛屎。但是，望着地球上35亿年前留下的生物，这是个令人眼花缭乱的时刻。正如理乍得·福泰说的：“这确实是跨越时间的旅行。要是世界与它真正的奇迹合拍的话，这个景致会和吉萨的金字塔一样知名。”虽然你根本不会去猜，但这些晦暗的岩石上充满了生命，据估计（哎呀，显然是估计），每平方米岩石上生活着36亿个微生物。要是你看得仔细的话，你有时候能看到一串串小气泡冒出水面。那是它们在释放氧气。在20亿年时间里，这种小小的努力使地球大气里的氧增加到了20%，为生命史的下一章也是更复杂的一章铺平了道路。

据认为，沙克湾里的叠层石也许是地球上进化最慢的生物，也肯定是现在最稀有的生物之一。在为更复杂的生命形式创造好条件以后，它们接着几乎在哪里都被别的生物挤出局，而那些别的生物的存在恰恰是它们使之成为可能。（它们之所以存在于沙克湾，是因为那里的水对于通常会吃掉它们的生物来说含盐量太大。）

生命为什么花了很长时间才复杂起来？原因之一是，世界不得不等待，直到简单的生物已经在大气里充人了足够的氧。“生物们不会鼓足干劲来干这活儿。”福泰说。花了大约20亿年，即大约40%的地球历史，大气里氧的浓度才大体上达到了现在的水平。但是，一旦条件成熟，显然是在突然之间，一种崭新的细胞出现了——那个细胞里含有一个核和几个别的部分，统称“细胞器”（源自希腊语，意思是“小工具”）。据认为，该过程始于某个行为草率或敢于冒险的细菌。它不是受到了侵犯，就是被别的细菌俘虏。结果，双方都感到很满意。据认为，那个被俘的细菌变成了一个线粒体。这种线粒

B. 谁有一些关于生命起源的资料急!快,谢了/

生命起源
神秘的生命起源

从古至今，有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说，中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，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。

地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间，但是我们应该清醒的明白，我们距离揭开生命起源这一亘古之谜，还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物，到有机化合物到有机生命体的演化，同时还具有很多的偶然性，并不是有这种环境，有这种形成条件，它就能产生生命。有人曾经比喻说，这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、铁，废弃金属、油，而生命，一个单细胞，就像一辆精美的奔驰车，在一阵台风过后，这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象，这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此，也许我们在这个蓝色的星球，是生命的惟一的乐园，因此请保护我们的地球，珍惜地球上的生命，我们不能奢望地球上第二次的生命起源。

生命起源是一个亘古未解之谜，地球上的生命产生于何时何地？是怎样产生的？千百年来，人们在破解这一谜底之时，遇到了不少陷井，同时也见到了前所未有的光明。在两千五百年前的春秋时代，老子在《道德经》里写到，道生一，一生二，二生三，三生万物。用现在的话说，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而来。它们有一个共同的祖先，这个祖先就是一，而这个一是由天地而生，用今天的话说，可能就是由无机界所形成。

生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。

大约在66亿年前，银河系内发生过一次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时间的凝集，大约在46亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转化为动能、热能，致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间，大约在38亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。

生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。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。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。

38亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。

原始地壳的出现，标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成。但是在很长的时间内尚无较多的生物出现，一直到距今5.4亿年前的寒武纪，带壳的后生动物才大量出现，故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙。

在中世纪的西方，《圣经》上描绘的上帝，在七天之内造就万物之说，也是非常流行。今天看来，生命起源并不像这些古老传说，或神话描绘的那样，但表明了人类长期以来，对生命起源之谜倾注了极大地热情和关注。但生命起源应该是怎样发生的？科学又是怎样对这一千古之谜进行探索的？我们已经取得了哪些进展？还有哪些问题没有解决？

首先，生命起源之说，第一个谜是生命的时间，起源的时间问题。在中世纪的西方，人们对《圣经》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位爱尔兰大主教根据圣经上所描述的，计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年，而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟。也就是说，生命起源距今的话，是六千年前，这当然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科学的回答，科学是怎么回答这个生命起源的时间呢？那就是说用化石，是保存在岩石中的化石来回答。我们知道，生物死亡后，它们的遗迹在适当的条件下，就保存在岩石之中，我们把它们称作化石。地质历史中形成的岩层，就像一部编年史书，地球生物的演化历史，就深深埋藏在这些岩石之中，年代越久远的生物化石，就保存在岩层的最底层。

迄今为止，我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部，距今约三十五亿年前的岩石，这些化石类似于现在的蓝藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不见的。它的大小只有几个微米，到几十个微米，因此我们可以说，生命起源它不晚于三十五亿年。同时我们知道地球的形成年龄大约在46亿年前，有这两个数据我们就可以看到生命起源的年龄，大致可以界定在46亿年到35亿年之间。今天，随着科学的发展，地质学家认为，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和陨石的撞击，它是不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命，还不如说它在毁灭生命，因此地球上生命起源的时间，它不早于40亿年。另外，在格陵兰的38.5亿年的岩石中发现了碳，这个碳的话，我们知道，碳分两种，一个无机碳，一个有机碳。另外，这个碳的话，它有重碳和轻碳之分，因此我们可以根据这个碳之中的轻碳和重碳之比，就来可以推测这些碳的来源。科学家根据碳的同位素分析，推测这些碳它是有机碳，是来源于生物体。也就是说，这样我们把生命起源的时间大大缩短了，也就是在距今40亿年到38亿年之间，自从地球上生命起源之后，一直到现在45亿年，就是生生不息的生命演化史。

好，首先我们现在已经有了生命起源的时间概念，是距今40亿年到38亿年之间。那生命是怎样起源的？它在什么地方起源的？这样我们不得不回顾一些有关生命起源的假说。

第一个是创世说，在《旧约全书》的第一章写到，上帝在七天之内创造了世间之万物，在中世纪的西方大家普遍接受这个观念，可以说一直到现在，这种观念还被很多人接受，当然这也不是真的。第二个呢，是自生论，比如说希腊人认为，昆虫生于土壤，春天万象更新，种子从泥土里萌发，昆虫从去年留下的卵壳中破壳而出。但这不是生命的起源，而是生命的延续，可以说这个自生论，现在已经被彻底抛弃了。与这个类似的说法，还有比如说埃及人认为生命来自于尼罗河，在中国古代也有腐草生萤之说。

第三个有关生命起源的假说，就是有生源论，这个在19世纪的西方也相当地流行，有生源论认为，生命是宇宙生来就固有的，你要问我生命从哪里来的，你首先给我回答一个问题，宇宙怎么起源的？物质怎么来的？你给我回答了物质是怎么来的，生命我就可以说是从哪儿来的，其实这是一个不可知论。在20世纪的后半叶，有生源论逐渐发展到现在的宇宙胚种论，直到现在，有许多科学家认为，生命必须的酶，像蛋白质，和遗传物质的形成，需要数亿年的时间，在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间段。因为它就两亿年，因此他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式，从宇宙的某个地方来到了地球，这种观念也是有一定的依据的。

二十世纪四十年代以来，人类用天体物理的手段，在地球之外探测了近百种有机分子，像甲醛，氨基酸等等。其中两种天体可以与地球上的生命有关，它可能给地球带来生命或者有机分子，一个是彗星，一个是陨石。我们知道这两颗天体里边它含有大量的有机分子，比如我们把一些彗星称为脏雪球。它们不仅含有固态的水，还有氨基酸，铁类，乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物，生命有可能在彗星上产生而带到地球上。或者在彗星和陨石撞击地球时，由这些有机分子经过一系列的合成而产生新的生命。当然这种胚种论也存在着不同的观念，它有两种致命的弱点，一个是生命是否能在宇宙中进行长期的迁移？还能不能够存活？我们知道天体之间的距离是以光年为计算的，天体之间交流可能需要成千上万年，从一个星球到了另外一个星球。那在这种真空里面，暴露在这种大量的宇宙射线之中，活的生命它是不是在千万年中还能够继续萌发呢？这是一个最大的问题，第二个从无机分子到有机化合物的过程，这种过程，比如说彗星上我们看到有机小分子形成，在地球上也能够形成，这是不用置疑的。

1859年，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，既然你说地球早期温度都是比较高，又充满了很多还原性气体，还有水，那么我就把这些气体，把水放在一个瓶子里面，看看它是不能产生生命，或者产生有机化合物。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、有水、有氢气，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。

但是这种温暖水池说，也遇到一些问题，其中有两个问题，第一个问题是现在地质学家认为，地球早期大气圈它并不是含有大量的还原性气体，它是含有大量的二氧化碳和氮气，比米勒的这个气体多一些惰性。在闪电的情况下，你并不能形成大量的氨基酸。第二个，温暖的水池在地球早期并不能长期形成，为什么呢？因为当时地球早期，刚才说过它有大量的陨石、流星，还加上地球本身的放射性，温度很高，你这个温暖水池一旦生命产生了，一个陨星过来，温度在瞬间之内可能达到上千度、甚至几千度，生命已经绝灭了，只能再来一次生命的起源。但是我们现在就这么想，现今的地球上是不是有温度比较高，还有还原性气体，还有生物存在呢？那么，有两件工作可以说具有划时代的意义，一个是1967年美国学者布莱克，在黄石公园的热泉中发现了大量嗜热生物，我们知道蛋白质一般的话超过六十度，就会凝固的，煮鸡蛋六十度七十度以上鸡蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上还能够生活呢？在以前是不敢想的。

第二个就是1977年克里斯，他在太平洋底的热泉中，同样也发现了大量的嗜热微生物，这个温度它要更高，它可能达到二百到三网络。它压力呢，也有二百到三百个大气压，它的环境是什么样子呢？它确实有大量的还原气体，有硫化氢、有甲烷、有氢气、还有一氧化碳，这个环境确实非常类似于四十亿年前早期地球的环境，那么生命起源它是不是就在这个时候产生的呢？这是我们现在看到的情况，但是化石中有没有在火山喷口或者是热泉中发现的微生物呢？确实有，我们在这方面，我们在化石方面也取得了非常重要的进展，比如说在2000年，罗斯玛森，澳大利亚的一个科学家，他在澳大利亚距今大概32亿年左右的火山沉积里面发现了大量的保存完好的丝状体。这说明在32亿年前，生命在热泉的附近已经大量生存，那么这是现在最新的，最流行的，也可以说迄今为止最科学的有关生命起源的假说，就是生命起源于热泉，或者海底热泉，俗称“黑烟囱”的附近。

海底热泉和陆地上的热泉它们都有很多共同的特点。第一个它温度高。第二个它含有大量的还原性气体，除了二氧化碳以外，还有一氧化碳、氢气、氨气还有硫化氢。第三个特点就是它们都含有大量的生物，比如说蓝藻、光合细菌、硫细菌，特别是一类古细菌，在高温下异常地繁盛，它在超过一网络的时候大量繁盛，而离开了这样的环境，比如温度一降下来，它马上就进行休眠，而且并不能正常的生活，那么这些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的时候，这种原始的生命形式呢？

第一个早期地球温度都很高，产生的最早生命形式，应该是一些能适应高温的生物，而热泉中，生物恰恰就是嗜热的微生物。第二个，热泉的环境与早期的地球环境有很多类似之处，比如说它有高温，还有大量的还原性气体、一氧化碳、氢气、氨气，还有硫化氢等等。第三个，在高温的热水环境的话，它是有利于小分子的有机化合物脱水，聚合成有机高分子，比如说现在我们用有机小分子氨基酸合成蛋白质的话，它就是在热水中，通过这个热聚合反应，脱水以后形成这样的高分子，特别是在这种热水口附近的话，形成了黄铁矿，俗称“愚人金”。它是由硫和铁组成的，在它的表面的话，它非常有利于高分子的合成，因为这个硫化铁表面是一个非常好的一个天然的催化剂。第四个有利的证据是热泉口向外层海水之间它有一个温度，和水化学鉴别的梯度，这个梯度的话，也是有利于各种化学的连续反映，我们知道热泉口它喷出来的时候，它的温度可能到达二网络到三网络，特别是在海底洋中脊附近，而海水的温度的话，这种海底的温度一般在0到4度，这样的话，从三网络，一直到四网络，它有一个温度梯度，这种温度梯度的话，对有机化合物合成的话，可以说存在一个连续的反映。第五个也是最重要的一点，就是现在热泉中的生物的话，它确实是生物演化速度的最根部的类型，也就是说它的基因是最古老的类型。

现代生物学家，他通过生物分子学的研究，他把热泉中的一些嗜热古细菌，跟现在的普通细菌进行了基因的对比，发现它们基因的相同点，不超过60％。那么就是说这些古细菌它们含有非常多的古老的基因，也就是说，它们很有可能就是生命起源时候的这种类型。应该说，生命起源我们研究生命起源它最好的证据，还是在地球上，40亿年到38亿年间的岩石和化石所包含的信息。但是，经过40亿年的变化，地球已经面目全非，现在的地球即使你有40亿年到38亿年的岩石，它也进入了大量的变种，信息也几乎全无。

因此我们把目光不要局限在只是在地球上，如果说生命是宇宙之中一个普遍的现象的话，除了地球之外的其他天体上，是否也有类似于地球早期的这样的环境呢？如果有的话，也许能为研究生命起源打开新的窗户，我们第一个目标是什么地方呢？不是火星是月球，现在地质学家认为，月球是40亿年前，一颗大的行星撞击地球，而从地球上迸发出去。形成了当今的月球，这个时间正好是40亿年，如果地球上有生命起源的话，我们在月球上看看，那不就是解决这个问题了吗。在中国的古代神话中有嫦娥奔月的这个说法，月球上有月桂、有月兔，还有浪漫的爱情故事，但是二十世纪六十年代到七十年代，随着前苏联和美国的宇航员登陆的成功，这个神话彻底破灭了，月球其实是一个没有生命，没有水，没有氧气，不适合生命生存的荒漠的星体。

那么我们第二个目标是什么呢？第二个目标是火星，因为火星也许在40亿年以前，有着跟地球类似的经历，火星的物质成分跟地球非常近似，它的轨道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢？我们到火星上去干什么呢？我们寻找生命起源，要从哪几点入手呢？一般来说是三点，第一个在火星上寻找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的话，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也许来自火星，或者来自其他的彗星。第二个我们寻找液态水，因为我们知道，水是万物之源，水是生命之源。现在地球上我们所理解的生命形式是离不开水的，所以寻找液态水也是非常重要的一个指标。第三个寻找与生命有关的化合物，如果我们现在没有活的生物的话，过去有没有呢？过去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在这些岩石之中呢？所以我们到火星上寻找生命，抱着三个目的。

1957年美国的海盗号航天器发回到地球的信息时，火星上没有生命，没有液态水的存在，它是一个荒芜干渴的红色的星球。但是人类并没有气馁，20世纪90年代，美国宇航局加大了对火星的探测力度，通过火星探测者号、火星拓荒者号航天器和哈博望远镜得到的图片，和其他的有关天体物理的信息资料显示，火星上过去很可能有过液态水的存在。一些航天资料显示，火星上有类似于像我们发生大洪水山前的冲积扇的构造，还有水、河道、像地球上干涸的河床的河道，还有水侵蚀岩石的痕迹。另外还有非常特别的一点，在火星的两极，发现了类似于地球上冻土解冻的情况，这是我们的航天资料。

但是我们如果有仪器，带上仪器带上人，在火星上去进行探索，或者获得一块石头，进行分析一下，这些事情不是一目了然了吗？所以在1999年初，美国呢，发射了一个火星极地着陆器，它带着了精密的分析仪器，准备在火星的极地进行仔细地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望这些仪器能够得到有关火星上是否有水的直接的信息的话，但就在进入火星的大气层中，跟地球上失去了联系。

那么我们对火星的研究，那就束手无策了吗？现在至少在现阶段并不是，我们有来自火星上的陨石，非常幸运，在1984年，人们在南极的冰盖上面，发现了一颗陨石，这个陨石拿回来以后呢，对它进行它的元素和做气体化学分析，发现这个陨石呢，它的气体它的同位素，跟火星上非常类似。所以他们认为这个陨石是来自火星，这个陨石是在一万年前，掉在冰盖上，南极的冰盖上。

通过这个陨石的放射性同位素年龄测定呢，这个陨石40亿年，距现在有40亿年左右，正好跟地球上生命起源的年龄是一样的。那么几十年来，科学家通过了大量研究这个陨石，一些研究者认为，这个陨石上含有了生命的迹象，有哪几个方面的证据呢？有三个，第一个这个陨石里面含有数种沉积矿物，因为沉积矿物它是有水的情况下形成的，所以科学家从中推断，火星上可能有水，特别这些矿物里面有一种是磁铁矿物。他认为这种磁铁矿，它只能由生命的形式存在，这是第一个证据。第二个，在这个陨石的表面通过化学分析，获得了多种多环的芳香烃，他认为这种多环的芳香烃的话，与生命的形式有关。第三个它是通过扫描电镜仔细观察，发现了形态非常类似细菌的生物化石。这化石并不是很大，只有几百个纳米，因此，在1996年，美国宇航局向全世界宣布，在40亿年前火星上曾经有过生命，当然这是一家之言。这颗陨石里面，这个有关生命存在的信息是不是真的呢？当然有很多学者对这些证据提出了置疑。第一个就拿磁铁矿来说，你认为只能由生命生存，我同意，你认为这个沉积矿物它也是由生命生存，我也同意。它是生命有水的形式下才能沉积，我也同意。但是你要知道这个陨石是在南极的冰盖上找到的，那冰全是水，你在陨石撞击冰盖的时候，可能有很多的水溶化了，陨石撞击这个地球的时候，它可能形成很多裂隙，如果有液态水，溶化的水，从这个裂隙进去的话，那不也可能形成一个自身的沉积矿物吗？另外你认为这个磁铁矿，你也可能，有人认为磁铁矿的话，也并不是说是生命特有的，在其他物质条件下也可以形成，所以第一条证据的话，就有很多科学家认为它占不住。第二就是多环芳香烃的问题，同样你看像南极冰盖，你是零下40度，或者50度也好，也有大量的菌藻的生存，它是不是污染的呢？现在的污染，也许是一万年以前污染的呢。所以这条证据的话，你也不能说是一个非常可靠的证据，百分之百的证据。第三个证据，特别是第三个证据它更加靠不住，就是把陨石把它劈开，你看见这些所谓的细菌的化石，这些化石，第一个它太小，它的直径的话只有几十个纳米，我们知道，你像一个铁的原子核的话，它可能就有0.6个纳米，所以你这个，所谓生物化石它的直径的话，它可能就是几百个，甚至由上千个原子核组成。所以这基本的话，在现在我们理解的这个具有细胞膜包裹的原始细胞最小形态是不可想象的。所以这个有关陨石上生命的存在，或者火星上生命的存在，还需要继续的研究。

我们所观察的第三个天体，就是木星的卫星，特别是第二个卫星，叫木卫二，它的大小跟地球直径非常类似，在1997年美国的伽利略号航天器对木卫二进行了观察，他们发现在木卫二表面的话，有大量的裂痕存在，并且是多起的裂痕，通过天体物理学的方法研究，这个星球其实全是由水组成的，这个水是固态的冰，变成了固态的冰，我们从这些很多很多的裂隙可以看起来，多起裂痕看起来，这个星球也许在过去或者某个时候，某几个时候，这个水曾经溶化过。也就是说，它曾经有液态水的存在，有液态水存在，它是不是也有生命的存在呢？但是这个还是一个未知数，我们需要更进一步的研究。总之，随着航天科技和其他相关技术的进一步发展，地外生命的探索，为我们研究生命的起源开辟了一个新的途径。

但无论怎么样生命起源的过程的话，这三个过程是跑不了：第一个是从无机物到有机小分子，这种过程，比如说你一氧化碳、二氧化碳、水、氢气、氨气、甲烷，这些东西你合成有机小分子，像氨基酸、嘌呤、啶、核苷酸、高能化合物、肪酸、有卟呤等这些东西，这个过程是跑不掉的，因为地球生命的起源的话，你从无机界到有机界，所以这个过程。一个过程是不管在什么地方，在海底也好，在热泉里面，在火星上或者在木卫二，都跑不了这个过程，所以研究生命起源的过程的话，是第一个。

第二个呢，它是有机小分子到有机大分子这个形式，就是刚才说的氨基酸嘌呤嘧啶这个东西，有机大分子像蛋白质多糖，核酸这个过程，因为蛋白质是组成生物体的主要的物质，还有多糖、糖类、都是组成很多细胞的这个骨架，细胞壁的主要成分，还有核酸、这是遗传物质，所以这个过程的话，也是跑不掉的。

C. 生命的起源是什么

这个问题存在着多种臆测和假说，并有很多争议，是现代自然科学正在努力解决的重大问题。现在学术界普遍接受的是由《物种起源》和米勒实验为理论基础的化学起源说。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将会有更深入的研究。

创造论(或神造说）：

创造论认为世界万物都是由神所创造。比如上帝、阿尔修斯。在《圣经》上说，“起初，神创造天地。创造论的质疑者认为神造说的根源是类比于人的制造能力，以及对概率论的错误应用。比如某宗教徒用手表自我形成的概率为零必然有造表者来证明人是被创造的。

他们认为这种推理的根本错误在于他不懂得自然界普遍存在的自组织现象（如雪花、沙丘在一定条件下自动形成某种规则的形状，这显然不是被某高级主体有意制造的，而且也不能用概率论来推断）。生命体的最根本特征是自组织的，不是被制造的。

(3)生命起源图片可爱扩展阅读：

借助微弱的无线电波，科学家们从27000光年外的一个巨大星云里，如大海捞针般“抓到”了一种具有特殊的分支结构的碳基分子。这些远在银河系中心的有机分子，暗示着人们，构成生命结构的氨基酸等有机结构或许起源于浩瀚的太空。

据9月29日（北京时间）每日科学报道，来自马克斯·普朗克射电天文学研究所的阿纳德·贝克彻、卡尔·曼顿，与来自康奈尔大学的霍尔格·米勒/穆勒加罗德合作，针对人马座B2区域进行全光谱测量，搜寻空间中可能存在的全新有机分子。

终于在临近银河系中心的人马座B2产星区捕捉到了由异丁腈（isopropylcyanide）发射出的电波。此次研究小组借助的是位于智利的“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜”（即ALMA天文台）。ALMA位于有世界“干极”之称的智利阿塔卡马沙漠。

是一组由66个敏感的射电抛物面天线组成的射电天文望远镜，正是这些协同运作的望远镜群，构成了世界上最锐利的“眼睛”，灵敏度和分辨率远高于其他设备。

参与研究的康奈尔大学射电物理学和空间研究中心高级助理研究员罗伯·加罗德表示：“通常，在这类恒星形成区域发现的有机分子都是由碳原子排列组成的单链结构，但这次发现的异丁腈具有分支结构，打破了这一惯例。”

“这意味着复杂的化学分子能够在星际空间形成，并有可能降落到行星表面。”加罗德说，“这次发现的异丁腈具有碳分支结构，正是例如构成蛋白质的氨基酸等生命所需分子的共同特征。

这也从另一个角度表明，氨基酸等生命关键分子的产生或许会早于地球的形成，它们可能诞生于恒星的形成过程之中。”

借助ALMA光谱分析，研究人员在人马座B2区域鉴别出了约50种异丁腈和120种直链氰化物。这是人们首次在产星区观测中找到如此大量的化学分子结构，有助于人们重新“认识”我们身边的各类有机分子。

研究有机物质在恒星形成早期阶段中的产生过程，或许能帮助人们逐步探明化学分子从简单结构到复杂结构、从无机结构到可能孕育生命的有机结构，这一漫长而神秘的历程。最终或许有助于我们了解生命起源的奥秘。

D. 孢子生命起源 求图片一张

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E. 生命的起源

生命起源学说:

迄今为止提出了许多关于生命起源的假说——神创论，宇宙发生论，或自然起源论。

在自然起源中，大部分与地点或代谢有关，包括了基于各种科学家自己喜欢的生物分子命名的各种各样的前生物世界。通常来说，“生命来自哪里？”与“生命是怎么来的？”并不是同样的问题。

但是，在生命起源研究群体中，关于最早的自然起源生命是光能自养、还是化能自养、或是异养的问题还未达成共识。此外，生命起源的核心是建立了一套以遗传密码为核心的生化系统，因此，生命和遗传密码的起源是两个紧密联系的问题，对其中一个的了解需要对另一个的了解。

创造论(或神造说）:

创造论认为世界万物都是由神所创造。比如上帝、阿尔修斯。在《圣经》上说，“起初，神创造天地。

创造论的质疑者认为神造说的根源是类比于人的制造能力，以及对概率论的错误应用。比如某宗教徒用手表自我形成的概率为零必然有造表者来证明人是被创造的。

他们认为这种推理的根本错误在于他不懂得自然界普遍存在的自组织现象（如雪花、沙丘在一定条件下自动形成某种规则的形状，这显然不是被某高级主体有意制造的，而且也不能用概率论来推断）。生命体的最根本特征是自组织的，不是被制造的。

宇宙生命论(或生命外来论):

这一假说提倡“一切生命来自宇宙”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即“地上生命，天外飞来”。这一假说认为，宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最初的生命起点。

现代科学研究表明，在已发现的星球上，自然状况下是没有保存生命的条件的，因为没有氧气，温度接近绝对零度，又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等，因此任何“生命胚体”是不可能保存的。这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了，同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题，仍是无法解释的。

自然发生:

又称“自生论”或“无生源论”，认为生物可以随时由非生物产生，或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫，鱼枯生蠹”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼，落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。

如我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384~公元前322年）就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。

1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然发生说。普遍接受的生命起源假说。19世纪时，法国微生物学家巴斯德（LouisPasteur） (1821）—1895)进行了着名的鹅颈烧瓶实验。

鹅颈瓶实验是假设细菌、微生物的移动需要依靠菌毛、鞭毛，并且需要在有液体介质的情况下才能正常移动。他把肉汤灌进两个烧瓶里，第一个烧瓶就是普通的烧瓶，瓶口竖直朝上；而第二个烧瓶，瓶颈弯曲成天鹅颈一样的曲颈瓶。

然后把肉汤煮沸、冷却。两个瓶子都没有用塞子塞住瓶口，而是敞开着，外界的空气可以畅通无阻地与肉汤表面接触。他将两个烧瓶放置一边。过了三天，第一个烧瓶里就出现了微生物，第二个烧瓶里却没有。

他把第二个瓶子继续放下去：一个月、两个月，一年、两年……直至四年后，曲颈颈瓶里的肉汤仍然清澈透明，没有变质和产生微生物。巴斯德认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。

现代生物学，化学的研究结果更加彻底地否认了自然发生论的可能性，生命的创造只能通过遗传物质的复制，以及细胞的分裂过程来实现。我们在生活中所直观观察到的生命“自生”现象，全部都是某种不易发现的复制过程在起作用。

化学起源说:

化学起源说是被很多学者接受的生命起源假说。这一假说认为，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。

米勒实验

米勒在他的实验中假设在生命起源之初大气层中只有氢气、氨气和水蒸气等物，其中并没有氧气等，当他把这些气体放入模拟的大气层中并通电引爆后，发现其中产生了些氨基酸，氨基酸是合成蛋白质的基本单元，而蛋白质是生命存在的形式，因此他认为生命从无到有的理论将可以确立了，证明生命是进化而来的。

但米勒的实验也有很多的疑点，例如所使用的能量大小，不同气体的配合等。虽然都产生了氨基酸、醣类等物质，但仍不能证明这就是生命的起源。因为他所假设的大气层不能证明是原始的大气层，所得的结果就是不确定的。

米勒本身也承认他的实验与自然界生命起源相距仍很遥远。并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命，那么米勒假设大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立，因此无法证明生命起源是由单细胞进化而来的。

化学起源说将生命的起源分为四个阶段（米勒实验）。

第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。

米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程。

经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的，即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当条件下（如黏土的吸附作用），通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的？前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说，他通过实验表明，将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴，这些小滴就是团聚体。

奥巴林等人认为，团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。例如，团聚体具有类似于膜那样的边界，其内部的化学特征显着地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物，还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应，反应的产物也能从团聚体中释放出去。

另外，有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说，以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。

第四个阶段，有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前，人们还不能在实验室里验证这一过程。

该理论也并非被所有人所接受。其质疑者认为，仅仅能够证明蛋白质大分子可以自然形成便宣称生命可以如此自发产生，就好比给猴子一台打印机，就宣称它可以写出一本红楼梦。

形成一个大分子固然简单，但是形成含有生命信息的DNA，蛋白质需要这些有机小分子以一种非常非常特别的方式组合。就好比用打字机打出一本完全随机的书固然简单，写出一本《红楼梦》却难上加难。

仅仅依赖于随机过程，形成有效生命分子的概率可以小到在1亿个宇宙的年龄这么长的时间也不太可能发生。生命的信息是怎样被创造的？在很长时间中，该理论的支持者都没有对这一质疑给出有效的解答。

但是，最近的研究指出，ATP在生命的信息起源中扮演了重要角色（ATP中心假说）：

（a）它是光能转化成化学能的终端；

（b）推动了一系列的生化循环（如卡尔文循环等）和元素重组；

（c）它通过自身的转化与缩合将生命过程信息化——筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的三联体密码子系统，构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系；

（d）演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系，并通过自然选择，筛选出对细胞内同步发生的生化反应进行管控的体系与规则，并最终建立起了生命的传递机制——遗传。

因此，生命的起源是从能量转化到信息化的过程中实现的，在这个过程中产生了记录生命过程的遗传密码子。

如果从能量的普适性以及现代生化系统的结构特征来看，生命最有可能始于光合系统的演化（生命的光养起源假说）。

支持这一观点的一个重要分子证据就是细胞色素（一类以铁卟啉或血红素为辅基的电子传递蛋白），这是一个存在于几乎所有生物之中的电子载体，而血红素可能就是从光合色素——叶绿素衍生而来的（现存生物中两者生物合成途径亦十分相似），只是叶绿素含有镁卟啉环，它可能由卟啉环与长链脂肪酸（可能来自膜）加合而成。

叶绿素与细胞色素的血红素辅基之间在结构上的相似性如下图所示。在从镁卟啉到铁卟啉的转变中发生了去环化作用（红色标记位置）。从进化上来看，膜耦联的叶绿素分子可能由磷脂与卟啉环加合而成。带箭头的蓝色虚线表示可能的演化方向。[4]

天体撞击论:

地球经常受到小行星的撞击，带来了原来没有来自地球的氨基酸，经漫长的发展，形成最初始的生命。

以上内容参考：网络-生命起源理论

F. 生命的起源是什么

神秘的生命起源 从古至今，有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说，中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。

生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，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。

G. 急需关于“生命的起源”的图片

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H. 地球上的第一个生命从何诞生

有许多种。
海洋和火山
因为第一个生命诞生时地球环境很恶劣，地球上全是海洋和火山，所以是海洋和火山。

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，下面介绍几种着名的假说，以备教学时参考。
1.自然发生说
自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384—公元前322）就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。
18世纪时，意大利生物学家斯巴兰让尼（1729—1799）发现，将肉汤置于烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物；但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。
1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然发生说（详见《义务教育课程标准实验教科书生物学八年级上册》）。
2.化学起源说
化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为，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。
化学起源说将生命的起源分为四个阶段。
第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的，这一过程教材中已有叙述，这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。
第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的，即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当条件下（如黏土的吸附作用），通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说，他通过实验表明，将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴，这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为，团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象（图7）。例如，团聚体具有类似于膜那样的边界，其内部的化学特征显着地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物，还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应，反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外，有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说，以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段，有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前，人们还不能在实验室里验证这一过程。
3.宇生说
这一假说认为，地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球或星际尘埃。持这种假说的学者认为，某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球，从而使地球有了初始的生命。但我们知道，宇宙空间的物理条件，如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的，而且，即使有这些生命，在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中，也会因温度太高而被杀死。因此，像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的。但是，一些学者认为，一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。1969年9月28日，科学家发现，坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。科学研究表明，一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生，这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上，并在地球上演变为原始的生命。
4.热泉生态系统
生命的起源可能与热泉生态系统有关，这是20世纪70年代以来，部分学者提出的观点。20世纪70年代末，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。首先是这些化能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。
神秘的生命起源
从古至今，有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说，中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，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。
地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间，但是我们应该清醒的明白，我们距离揭开生命起源这一亘古之谜，还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物，到有机化合物到有机生命体的演化，同时还具有很多的偶然性，并不是有这种环境，有这种形成条件，它就能产生生命。有人曾经比喻说，这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、铁，废弃金属、油，而生命，一个单细胞，就像一辆精美的奔驰车，在一阵台风过后，这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象，这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此，也许我们在这个蓝色的星球，是生命的惟一的乐园，因此请保护我们的地球，珍惜地球上的生命，我们不能奢望地球上第二次的生命起源。
生命起源是一个亘古未解之谜，地球上的生命产生于何时何地？是怎样产生的？千百年来，人们在破解这一谜底之时，遇到了不少陷阱，同时也见到了前所未有的光明。在两千五百年前的春秋时代，老子在《道德经》里写到，道生一，一生二，二生三，三生万物。用现在的话说，就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而来。它们有一个共同的祖先，这个祖先就是一，而这个一是由天地而生，用今天的话说，可能就是由无机界所形成。
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。
大约在66亿年前，银河系内发生过一次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时间的凝集，大约在46亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转化为动能、热能，致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间，大约在38亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。
生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。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。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。
38亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。
原始地壳的出现，标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成。但是在很长的时间内尚无较多的生物出现，一直到距今5.4亿年前的寒武纪，带壳的后生动物才大量出现，故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙。
在中世纪的西方，《圣经》上描绘的上帝，在七天之内造就万物之说，也是非常流行。今天看来，生命起源并不像这些古老传说，或神话描绘的那样，但表明了人类长期以来，对生命起源之谜倾注了极大地热情和关注。但生命起源应该是怎样发生的？科学又是怎样对这一千古之谜进行探索的？我们已经取得了哪些进展？还有哪些问题没有解决？
首先，生命起源之说，第一个谜是生命的时间，起源的时间问题。在中世纪的西方，人们对《圣经》的上帝造人的故事是深信不疑的，在1650年，一位爱尔兰大主教根据圣经上所描述的，计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年，而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟。也就是说，生命起源距今的话，是六千年前，这当然不是真的，而真的是什么呢？真的就是用科学的回答，科学是怎么回答这个生命起源的时间呢？那就是说用化石，是保存在岩石中的化石来回答。我们知道，生物死亡后，它们的遗迹在适当的条件下，就保存在岩石之中，我们把它们称作化石。地质历史中形成的岩层，就像一部编年史书，地球生物的演化历史，就深深埋藏在这些岩石之中，年代越久远的生物化石，就保存在岩层的最底层。
迄今为止，我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部，距今约三十五亿年前的岩石，这些化石类似于现在的蓝藻，它是一些原始的生命，是肉眼看不见的。它的大小只有几个微米，到几十个微米，因此我们可以说，生命起源它不晚于三十五亿年。同时我们知道地球的形成年龄大约在46亿年前，有这两个数据我们就可以看到生命起源的年龄，大致可以界定在46亿年到35亿年之间。今天，随着科学的发展，地质学家认为，在地球形成的早期，地球受到了大量的小行星和陨石的撞击，它是不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命，还不如说它在毁灭生命，因此地球上生命起源的时间，它不早于40亿年。另外，在格陵兰的38.5亿年的岩石中发现了碳，这个碳的话，我们知道，碳分两种，一个无机碳，一个有机碳。另外，这个碳的话，它有重碳和轻碳之分，因此我们可以根据这个碳之中的轻碳和重碳之比，就来可以推测这些碳的来源。科学家根据碳的同位素分析，推测这些碳它是有机碳，是来源于生物体。也就是说，这样我们把生命起源的时间大大缩短了，也就是在距今40亿年到38亿年之间，自从地球上生命起源之后，一直到现在45亿年，就是生生不息的生命演化史。
好，首先我们现在已经有了生命起源的时间概念，是距今40亿年到38亿年之间。那生命是怎样起源的？它在什么地方起源的？这样我们不得不回顾一些有关生命起源的假说。
第一个是创世说，在《旧约全书》的第一章写到，上帝在七天之内创造了世间之万物，在中世纪的西方大家普遍接受这个观念，可以说一直到现在，这种观念还被很多人接受，当然这也不是真的。第二个呢，是自生论，比如说希腊人认为，昆虫生于土壤，春天万象更新，种子从泥土里萌发，昆虫从去年留下的卵壳中破壳而出。但这不是生命的起源，而是生命的延续，可以说这个自生论，现在已经被彻底抛弃了。与这个类似的说法，还有比如说埃及人认为生命来自于尼罗河，在中国古代也有腐草生萤之说。
第三个有关生命起源的假说，就是有生源论，这个在19世纪的西方也相当地流行，有生源论认为，生命是宇宙生来就固有的，你要问我生命从哪里来的，你首先给我回答一个问题，宇宙怎么起源的？物质怎么来的？你给我回答了物质是怎么来的，生命我就可以说是从哪儿来的，其实这是一个不可知论。在20世纪的后半叶，有生源论逐渐发展到现在的宇宙胚种论，直到现在，有许多科学家认为，生命必须的酶，像蛋白质，和遗传物质的形成，需要数亿年的时间，在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间段。因为它就两亿年，因此他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式，从宇宙的某个地方来到了地球，这种观念也是有一定的依据的。
二十世纪四十年代以来，人类用天体物理的手段，在地球之外探测了近百种有机分子，像甲醛，氨基酸等等。其中两种天体可以与地球上的生命有关，它可能给地球带来生命或者有机分子，一个是彗星，一个是陨石。我们知道这两颗天体里边它含有大量的有机分子，比如我们把一些彗星称为脏雪球。它们不仅含有固态的水，还有氨基酸，铁类，乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物，生命有可能在彗星上产生而带到地球上。或者在彗星和陨石撞击地球时，由这些有机分子经过一系列的合成而产生新的生命。当然这种胚种论也存在着不同的观念，它有两种致命的弱点，一个是生命是否能在宇宙中进行长期的迁移？还能不能够存活？我们知道天体之间的距离是以光年为计算的，天体之间交流可能需要成千上万年，从一个星球到了另外一个星球。那在这种真空里面，暴露在这种大量的宇宙射线之中，活的生命它是不是在千万年中还能够继续萌发呢？这是一个最大的问题，第二个从无机分子到有机化合物的过程，这种过程，比如说彗星上我们看到有机小分子形成，在地球上也能够形成，这是不用置疑的。
1859年，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实，既然你说地球早期温度都是比较高，又充满了很多还原性气体，还有水，那么我就把这些气体，把水放在一个瓶子里面，看看它是不能产生生命，或者产生有机化合物。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、有水、有氢气，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。
但是这种温暖水池说，也遇到一些问题，其中有两个问题，第一个问题是现在地质学家认为，地球早期大气圈它并不是含有大量的还原性气体，它是含有大量的二氧化碳和氮气，比米勒的这个气体多一些惰性。在闪电的情况下，你并不能形成大量的氨基酸。第二个，温暖的水池在地球早期并不能长期形成，为什么呢？因为当时地球早期，刚才说过它有大量的陨石、流星，还加上地球本身的放射性，温度很高，你这个温暖水池一旦生命产生了，一个陨星过来，温度在瞬间之内可能达到上千度、甚至几千度，生命已经绝灭了，只能再来一次生命的起源。但是我们现在就这么想，现今的地球上是不是有温度比较高，还有还原性气体，还有生物存在呢？那么，有两件工作可以说具有划时代的意义，一个是1967年美国学者布莱克，在黄石公园的热泉中发现了大量嗜热生物，我们知道蛋白质一般的话超过六十度，就会凝固的，煮鸡蛋六十度七十度以上鸡蛋就熟了，但是生物，是不是在六十度以上还能够生活呢？在以前是不敢想的。
第二个就是1977年克里斯，他在太平洋底的热泉中，同样也发现了大量的嗜热微生物，这个温度它要更高，它可能达到二百到三网络。它压力呢，也有二百到三百个大气压，它的环境是什么样子呢？它确实有大量的还原气体，有硫化氢、有甲烷、有氢气、还有一氧化碳，这个环境确实非常类似于四十亿年前早期地球的环境，那么生命起源它是不是就在这个时候产生的呢？这是我们现在看到的情况，但是化石中有没有在火山喷口或者是热泉中发现的微生物呢？确实有，我们在这方面，我们在化石方面也取得了非常重要的进展，比如说在2000年，罗斯玛森，澳大利亚的一个科学家，他在澳大利亚距今大概32亿年左右的火山沉积里面发现了大量的保存完好的丝状体。这说明在32亿年前，生命在热泉的附近已经大量生存，那么这是现在最新的，最流行的，也可以说迄今为止最科学的有关生命起源的假说，就是生命起源于热泉，或者海底热泉，俗称“黑烟囱”的附近。
海底热泉和陆地上的热泉它们都有很多共同的特点。第一个它温度高。第二个它含有大量的还原性气体，除了二氧化碳以外，还有一氧化碳、氢气、氨气还有硫化氢。第三个特点就是它们都含有大量的生物，比如说蓝藻、光合细菌、硫细菌，特别是一类古细菌，在高温下异常地繁盛，它在超过一网络的时候大量繁盛，而离开了这样的环境，比如温度一降下来，它马上就进行休眠，而且并不能正常的生活，那么这些生物是不是就代表了最早的，最原始的，地球生命起源的时候，这种原始的生命形式呢？
第一个早期地球温度都很高，产生的最早生命形式，应该是一些能适应高温的生物，而热泉中，生物恰恰就是嗜热的微生物。第二个，热泉的环境与早期的地球环境有很多类似之处，比如说它有高温，还有大量的还原性气体、一氧化碳、氢气、氨气，还有硫化氢等等。第三个，在高温的热水环境的话，它是有利于小分子的有机化合物脱水，聚合成有机高分子，比如说现在我们用有机小分子氨基酸合成蛋白质的话，它就是在热水中，通过这个热聚合反应，脱水以后形成这样的高分子，特别是在这种热水口附近的话，形成了黄铁矿，俗称“愚人金”。它是由硫和铁组成的，在它的表面的话，它非常有利于高分子的合成，因为这个硫化铁表面是一个非常好的一个天然的催化剂。第四个有利的证据是热泉口向外层海水之间它有一个温度，和水化学鉴别的梯度，这个梯度的话，也是有利于各种化学的连续反映，我们知道热泉口它喷出来的时候，它的温度可能到达二网络到三网络，特别是在海底洋中脊附近，而海水的温度的话，这种海底的温度一般在0到4度，这样的话，从三网络，一直到四网络，它有一个温度梯度，这种温度梯度的话，对有机化合物合成的话，可以说存在一个连续的反映。第五个也是最重要的一点，就是现在热泉中的生物的话，它确实是生物演化速度的最根部的类型，也就是说它的基因是最古老的类型。
现代生物学家，他通过生物分子学的研究，他把热泉中的一些嗜热古细菌，跟现在的普通细菌进行了基因的对比，发现它们基因的相同点，不超过60％。那么就是说这些古细菌它们含有非常多的古老的基因，也就是说，它们很有可能就是生命起源时候的这种类型。应该说，生命起源我们研究生命起源它最好的证据，还是在地球上，40亿年到38亿年间的岩石和化石所包含的信息。但是，经过40亿年的变化，地球已经面目全非，现在的地球即使你有40亿年到38亿年的岩石，它也进入了大量的变种，信息也几乎全无。
因此我们把目光不要局限在只是在地球上，如果说生命是宇宙之中一个普遍的现象的话，除了地球之外的其他天体上，是否也有类似于地球早期的这样的环境呢？如果有的话，也许能为研究生命起源打开新的窗户，我们第一个目标是什么地方呢？不是火星是月球，现在地质学家认为，月球是40亿年前，一颗大的行星撞击地球，而从地球上迸发出去。形成了当今的月球，这个时间正好是40亿年，如果地球上有生命起源的话，我们在月球上看看，那不就是解决这个问题了吗。在中国的古代神话中有嫦娥奔月的这个说法，月球上有月桂、有月兔，还有浪漫的爱情故事，但是二十世纪六十年代到七十年代，随着前苏联和美国的宇航员登陆的成功，这个神话彻底破灭了，月球其实是一个没有生命，没有水，没有氧气，不适合生命生存的荒漠的星体。
那么我们第二个目标是什么呢？第二个目标是火星，因为火星也许在40亿年以前，有着跟地球类似的经历，火星的物质成分跟地球非常近似，它的轨道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢？我们到火星上去干什么呢？我们寻找生命起源，要从哪几点入手呢？一般来说是三点，第一个在火星上寻找是不是有活的生命？如果有活的生命，那好了。那生命的话，可能真是在宇宙中起源的，或者地球上的生物也许来自火星，或者来自其他的彗星。第二个我们寻找液态水，因为我们知道，水是万物之源，水是生命之源。现在地球上我们所理解的生命形式是离不开水的，所以寻找液态水也是非常重要的一个指标。第三个寻找与生命有关的化合物，如果我们现在没有活的生物的话，过去有没有呢？过去的生物是不是形成了一些化合物？它是不是以化石的形式保存在这些岩石之中呢？所以我们到火星上寻找生命，抱着三个目的。
1957年美国的海盗号航天器发回到地球的信息时，火星上没有生命，没有液态水的存在，它是一个荒芜干渴的红色的星球。但是人类并没有气馁，20世纪90年代，美国宇航局加大了对火星的探测力度，通过火星探测者号、火星拓荒者号航天器和哈博望远镜得到的图片，和其他的有关天体物理的信息资料显示，火星上过去很可能有过液态水的存在。一些航天资料显示，火星上有类似于像我们发生大洪水山前的冲积扇的构造，还有水、河道、像地球上干涸的河床的河道，还有水侵蚀岩石的痕迹。另外还有非常特别的一点，在火星的两极，发现了类似于地球上冻土解冻的情况，这是我们的航天资料。
但是我们如果有仪器，带上仪器带上人，在火星上去进行探索，或者获得一块石头，进行分析一下，这些事情不是一目了然了吗？所以在1999年初，美国呢，发射了一个火星极地着陆器，它带着了精密的分析仪器，准备在火星的极地进行仔细地研究。但是非常不幸，在1999年底，本指望这些仪器能够得到有关火星上是否有水的直接的信息的话，但就在进入火星的大气层中，跟地球上失去了联系。
那么我们对火星的研究，那就束手无策了吗？现在至少在现阶段并不是，我们有来自火星上的陨石，非常幸运，在1984年，人们在南极的冰盖上面，发现了一颗陨石，这个陨石拿回来以后呢，对它进行它的元素和做气体化学分析，发现这个陨石呢，它的气体它的同位素，跟火星上非常类似。所以他们认为这个陨石是来自火星，这个陨石是在一万年前，掉在冰盖上，南极的冰盖上。
通过这个陨石的放射性同位素?/pre>