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生命起源的假说

2021-09-16 22:13:55

       水是一切生命的源泉,现在已经知道,最初的生命诞生于原始海洋中,没有原始海洋也就没有生命。目前关于地球最初生命起源主要有以下四种假说,即陆地起源说、空中起源说、深海烟囱起源说、宇宙起源说。这四种假说各有各的一套理论,并各圆其说。客观地说,这四种假说都有其自身的一定道理,但也都有各自解释不清的生物学现象,因此,时至今日,这四种假说也还只是假说。

       原始海洋形成

       在地球刚刚形成地表时,地表是没有水的,因为当时地壳的温度还很高。在距今40亿年到38亿年时,地表气温仍在100摄氏度以上。尽管火山喷发时产生了大量的水蒸气,而水蒸气在高空冷却后变成雨,雨降落到地表时,由于地表温度高,它又变为水汽而进入大气层。同时水汽蒸发时也带走地表的大量热量,使地表不断变冷。当地表温度低于100摄氏度时,降落到地表的雨水就会停留下来而形成地表水。随着火山喷发出大量水汽,这些水汽在高空冷却后变成雨水不断加入地表水,使地表水越聚越多。大约在距今40亿年时,地球上形成了原始的海洋。

       有了海洋才会出现生命,而早期生命对水的积累也起到了重要的作用,尤其是最低等的菌藻类。藻类的光合作用会释放出大量氧气,它与甲烷、氨气等结合会形成一部分雨水而落到地球表面。除此之外,彗星路过地球时,也会给地球带来一些水。彗星主要是由大量间杂着冰粒的冷气和宇宙尘所组成,是太阳系中最大的天体。有的彗星比太阳还大,而太阳的体积相当于130万个地球,所以彗星的一些冰粒落到地球上,其数量是很可观的。

       海水最初是淡味的。由于海水蒸发而变成雨水落到陆地,这些雨水最后又流回大海,在流回大海的过程中,它会把陆地上的矿物质带至海里,常年累月,致使海里的矿物质越来越多。此外,海底的火山喷发也会给海水增添一些矿物质,使海水渐渐变得又咸(因含氯化钠)又苦(因含氯化镁)。海水占到地球水总量的97%,其余3%是陆地的冰川、湖泊、江河及地下所拥有的淡水。

       陆地起源说

       陆地形成的氨基酸经脱水结合而成高聚合物,被流水带人海洋后,在海里进一步聚合成蛋白质和核酸等,之后产生了生命。

       空中起源说

       空气中的水、甲烷、氨气等形成了合成物,在阳光作用下形成复杂的氨基酸和蛋白质。当它落入海里后,海洋中有机物可能在它周围形成一层薄膜,并与它原来的薄膜共同构成了双分子膜。这类似生物细胞膜,进而形成了细胞。

       深海烟囱起源说

       在太平洋和大西洋等深海的大洋中脊,由于地底下的岩浆不断在此溢出,促使洋壳不断地向两侧移动。其间形成了一些地壳裂隙,海水可从裂隙渗入到炙热的地壳深处,然后变热的海水与地内喷出的硫化氢(H2S)及各种金属元素,如铁、铜、锰、金等结合形成含硫化物的热泉。

       由于周边海水很冷,喷出的热泉会迅速降温,使热泉中的黑色硫化物在热泉旁沉淀下来。随着沉淀物围绕喷泉周围不断增高,它们成了一个个黑色“烟囱”。尽管这里海水温度很高,没有任何阳光,硫化物又是有毒物质,却成了喜硫细菌的天堂,大量细菌在这里繁衍。更奇特的是,一些贝壳类和虾类竞靠吃细菌得以存在,还有一些管形的软体虫也大量繁衍,靠吃细菌和虾类而生。这些管形软体虫成群地盘绕在--起,有的竞长达2米。

       此外,还有些鱼类等,它们共同构成了-一个极为奇特的海底生物世界。显然,黑色烟囱喷出的甲烷(CH4)、氨(NH)等在高温和硫化物催化剂的作用下,也可形成嘌呤、核苷酸等有机物,进而形成有生命的团聚物,最后成为原核细胞的细菌。当这些细菌因某种原因进入浅海时,由于环境的极大变化,促使细菌变化并能生活于浅海里,甚至发生变异而含有叶绿素,最终成为能吸收阳光、二氧化碳并制造有机物的蓝菌(也称蓝藻),从而完成了最初生命的创造过程。

       深海热液生物群落的发现极大地震惊了生物界。这表明地球上存在着另一类生命系统,它们无需光合作用,无需以植物作为食物链的基础,在这里地热能代替了太阳能,在黑暗、酷热的环境下靠完全不同的化学合成有机质的方式来维持生命活动,这就是黑暗世界的食物链系统。

       在大陆坡、深海区分布着天然气水合物,即可燃冰。一旦海底升温或减压,就会释放出大量的甲烷,在海水中形成甲烷柱,被科学家称为“冷泉”。在冷泉附近可以形成特殊的生物群落。

       近年来,在最古老的太古代的绿岩带里发现了类似现代海洋中脊的深海烟囱,更证明了这一假说。

       宇宙起源说

       科学家发现彗星陨石中含有构成生物体所需要的有机物,如氨基酸等。银河系星云中也发现了大量的有机分子。火星比地球小,离太阳较远,故地壳冷却较早,原始生命的形成可能比地球更早。

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