① 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
② 下面是生命起源过程示意图 谢谢
A:有机小分子,B:有机大分子,C:原始单细胞生物
③ 生命从何而来
生命是怎样起源的问题,历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,现在普遍接受的是化学起源说。
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。
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。
④ 生命的起源从哪里开始呢
对于生命的起源从哪里开始呢之话题,我作为生命起源研究人员,对此题可有发言权了,经二十余载带头人的相关研究,对于生命起源的前沿科学课题早已有突破性的进展,已出版了《宇宙生命奥秘一一一揭示生命起源》一书,书中全面阐述了关于生命是如何起源和从哪里开始的相关问题,
以上所述,就是地球生命起源演化的基本框架,地球生命是从海洋中衍生的单细胞微生物开始的。不知这样的回答读者阅后是否能明白?!如觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,可阅读到我相关科学领域前沿上千个的原创答题,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)
⑤ 关于生命的起源有几种学说
1、神创论(没解决神从何而来,也没有试验证明)
2、生生论:非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命,生物只能来源于生物。(雷迪实验和巴斯德鹅颈烧瓶实验证明)。但未解决最初的生命从哪里来。
3、宇宙生命论:认为生命来源于其他星球。有现象支撑,但五实验验证。
4、化学进化学说(解决了最初生命从何而来,有一定的实验支撑。是目前最为支持的生命起源观点。):生命是由非生命物质在原始地球条件下通过漫长地化学途径进化而来。
(5)生命源于简单图片扩展阅读
地球形成于大约四十六亿年前,地球刚刚诞生的时候与现在我们看到的地球是截然不同的,那个时候虽然地球外表的水汽已经凝结成了海洋。
但是温度还是很高,而且那个时候火山活动非常频繁,大气非常稀薄,天空中飘着氢和一氧化碳形成的卷云,氧气含量也非常少,因为没有充足的大气层提供保护,整个地球暴露在强烈的紫外线之下,彼时的地球是碳基生命的禁区。
⑥ 关于生命的图片
生命是具有稳定的质量和能量代谢功能,能回应刺激及进行繁殖的开放性细胞系统。生命来自于能量:能量→植物、微生物、动物等。生命个体都要经历出生、成长和死亡。生命种群则在一代代个体的更替中,依靠基因的随机变异不断地向现实作趋同演化。宇宙哲学认为生命是自发重演于现在的合律宇宙精神。
⑦ 生命到底是怎样起源的呢
组成我们生命的物质,如肌肉中的碳,骨骼中的钙,血液中的铁,DNA(脱氧核糖核酸)中的磷......它们来自哪里?是如何演化成我们的生命?
迄今为止,这个生命起源问题存在多种臆测和假说,争议不断,是现代自然科学正在努力解决的重大课题。
1859年,随着英国生物学家查尔斯·达尔文(Charles Robert Darwin)《物种起源》的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了曙光。这就是现在学术界普遍接受的生命起源化学进化论。
生命的起源要追溯到与生命有关的元素和化学分子的起源。因而,生命的起源过程应从宇宙形成之初开始谈起。生命的构成元素,如碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、铁等,都是来自138亿年前大爆炸之后的演化。
资料表明,前期生物阶段的化学演化并不局限于地球,在宇宙空间中广泛存在着化学演化和产物,如氨基酸、嘌呤等形成于星际尘埃或者星云之中,接着在行星表明的一定条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。最终在地球上演化成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。
很显然,米勒模拟实验支持了生命物质可由非生命物质转化而来的可能。尽管原料的不同和环境模拟的差异会产生不同的产物,但无论怎样,生命起源的过程总体上可以分为三个阶段:
第一个阶段,从无机物到有机小分子的过程。如一氧化碳、二氧化碳、水、氢气、氨气、甲烷等,这些东西合成为有机小分子,像氨基酸、嘌呤、核苷酸、高能化合物等物质。因为生命的起源是从无机界到有机界,这个过程无论在什么地方,如海底、热泉,或者太空中,都是必不可少的。
第二个阶段,从有机小分子到有机大分子形成的过程。有机大分子像蛋白质、多糖、核酸,因为蛋白质是组成生命体的主要物质,还有多糖、糖类都是组成很多细胞的骨架、细胞壁的主要成分,还有核酸,这是遗传物质。所以这个过程也是不可或缺的。
第三个阶段,有机的大分子演化到原始单细胞生命的过程。一个原始单细胞,外面有个膜包裹,里面有遗传物质,进行新陈代谢的交换。所以生命起源的过程可以简单地分成上述三个阶段。
迄今为止,生命起源可以描述成:在40亿年前的地球上,来自太空的或者地球固有物质,由无机分子合成有机小分子,聚集在热泉或火山口附近的热水中,通过聚合反应,形成了生物的大分子。这些大分子进行自我复制、自我选择,进而通过分子的自我组织,并且复制变异,从而形成核酸和活性蛋白质,分隔结构也同步产生。
最后,在基因控制下的代谢反应,为基因的复制和蛋白质的合成提供能量。在极其漫长的时间里,这个生物膜包裹着的具有自我复制功能的原始细胞生命,就在地球上产生了。至此,生物学的演化开始了,直到今天地球上产生了无数复杂生命的形式。
⑧ 生命来源于单细胞,是不是也将终于单细胞呢
一般情况下来说,从宏观角度我们会发现地球上的生命大多数时候都是从简单到复杂,从低等到高等的氧化过程,也正因为如此,生命确实是来源于单细胞,但必将也会向更高级的多细胞方面发展,所以从某些方面来讲,生命的终点可能是更高维度的生命体并非单细胞,这也是因为以下几个方面的原因。
其实现在哲学层面大多数人更强调生命就是一个轮回,也正因为如此,生命的出发点可能确实是单细胞也必将走向单细胞,但是从某种意义上来讲,这个轮回过程是相对复杂多变的,并非我们理解中的单细胞,也正因为如此,是否最终走向单细胞的灭亡,还需要进一步探索发现。
其实对我们来说,从宏观的角度,生命来源于单细胞,而且也是不断的发展的,必将从简单到复杂,从低等到高等的方向演化,从某种意义上来讲,生命的尽头可能并非是单细胞,因此更需要科技的发展,帮助我们更好的了解生命的本质。
⑨ 生命是怎样诞生的
生命的起源和演化与宇宙的起源和演化密切相关。生命中的元素,如碳、氢、氧、氮、磷、硫,都是在宇宙大爆炸之后形成的。
数据表明,生命前阶段的化学演化并不局限于地球,而是化学演化产物广泛存在于宇宙空间中。在星际演化的过程中,一些生物单分子,如氨基酸、嘌呤和嘧啶,可能在星际尘埃或凝聚星云中形成,然后在行星表面的特定条件下产生多肽和多核苷酸等生物聚合物。
通过前生物进化的几种过渡形式,最终形成了地球上最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。到目前为止,生物学的进化开始了,直到今天,地球上有许多复杂的生命形式。
地球上的植物是由宇宙中漂浮的植物孢子、种子、根茎到地球上的生根发芽。
地球上的动物是由宇宙中漂浮的动物个体(如被冻死或休眠的个体)在地球上的复活。
(9)生命源于简单图片扩展阅读:
生命的诞生“宇宙生命论”:
这个假设主张“一切生命来自宇宙”的观点,认为地球上的第一生命来自宇宙中的其他行星,即“地球上的生命,从天空中飞出”。这一假设认为,太空中的“生命胚胎”可以通过陨石或其他方式落到地球表面,这是生命的初始起点。
现代科学研究表明,在自然条件下,所发现的行星上没有保存生命的条件,因为没有氧气,温度接近绝对零度,行星上充满了强大的紫外线、X射线和宇宙射线,所以任何“生命胚胎”都不能保存。这个假设实际上把生命起源的问题推到了无限的宇宙中。
同时,对于宇宙中生命是如何起源的这个问题,这个假设仍然是无法解释的。