浅谈生命的起源与进化 信息科学与工程学院 信息管理与信息系统11-2 荣玉婧 学号：201101051022 摘要：生命起源是一个非生命物质演变成原始生命的过程。生命树之根(LUCA)是现存生物的共同祖先和最原始简单的生命体。通过寻找可能的生命树之根不但有助于揭示从无生命到有生命的演化机制，在对生命现象和规律的研究上也有重要的意义。近年来，许多证据都暗示，极端条件下，如类原始地球条件的高温、高压、高硫、或强辐射等，生存的微生物可能是最接近LUCA的物种。“寒武纪大爆发”是动物进化史上的里程碑，现在生活在地球上的各个动物门类几乎都在早寒武纪相继出现。沉积学和地球化学研究显示，海洋化学和物质循环在寒武纪和前寒武纪之交发生了巨大的变化，这些改变可能为“寒武纪大爆发”提供了有利的环境背景。尽管科学家们对“寒武纪大爆发”的机制提出过很多假设，但目前还没有一个清晰的和令人信服的解释。 关键词：生命的起源 生命的进化 寒武纪大爆发 化学进化说 （一）关于生命起源的学说 对生命的起源，历来有不同看法，如19世纪以前的“神创论”，把生命看成是神创造的;19世纪以来流行的“泛种论”认为生命是宇宙固有而“传播”到地球上来的等等。现代，通过大量科学实验以及对古老化石的研究，绝大多数科学家都同意，生命起源于元素的化学进化。[1]关于生命起源的“神创论”者认为“宇宙万物包括人类本身，都是上帝按照一定的目的创造出来的”。“神创论”是一种唯心论，是关于生命起源的错误观点。“宇生论”和“地表化学进化说”它们认为生命起源于物质，抛弃了“神”和“上帝”的唯心因素，它们是起源说中的“唯物主义”。[2]因此，这两种学说的提出为研究生命起源指明了方向，也为唯物辩证法提供了重要论据。下面就“唯物主义”的两种起源说作一些探析： 1、关于“宇生论” 这一假说提倡“一切生命来自生命”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”。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。 2、关于“化学进化说” 持这一观点的学者们认为生命的起源与地球的形成是同源的，原始地球形成后，原始生命是通过地球表面的含C、H、0、N的一些化合物通过漫长的化学反应形成的，原始生命不来自宇宙空间，而是源于地表及其原始大气层。 综上所诉，随着地球的形成，原始尘云物质因凝聚收缩而使内部密度、温度、压力和质点的相互作用递增，在一定能量的促使下，简单有机分子和某些无机物分子逐步化合成复杂的有机物(即从生命小分子到大分子);合成的有机物又随地球形成中的物质向地表迁移，直至逸出地表，成为原始海洋的重要成分。[3]地表原始海洋因此一开始就是一个富含多种生命有机物的复杂环境，最终才完成了生命起源的最后历程:从多分子到原始生命活体的演变，即形成了原始生命;有了原始生命通过漫长的演化才形成了现代生命。 (二）生命的进化 正如生命的起源至今还是个谜一样，生命如何向前发展的问题也还是个谜。不过有一点却可以肯定，如果地球上空最初没有出现一种屏蔽物的话，那么生命或许仍然停留在非常原始的阶段。最初是从地球上放出含有氧和臭氧的保护性的大气层，介人水和太阳的致命辐射之间。在这层屏蔽物下面，一种新的生命演进过程，光 合作用发生了。光合作用使有生命的细菌和藻类，利用太阳辐射能，创造出许多有机物质并释放出更多的氧气。光合作用使光能微妙地转变为碳水化合物。它是所有生物必需的食品。在细菌的光合过程中，叶绿素受到太阳光的照射时吸收能量，再运用这种能量，分解水分子，此时产生的氢再与碳及其他化合物化合而成糖。同时又把氧释放到大气中。这个过程比现代石油化学合成物的生产过程要精巧得多。这种合成过程是在大小还不到十亿分之一寸的细胞内进行的。 同时，通过微小的海生植物的呼吸作用，开始吸进氧气，排出二氧化碳，产生了可供生命利用的能量。因此，在光合作用开始时吸进的水和碳，最后又被放了出来；而光合作用放出来的氧，又通过呼吸作用重新吸收回去。地球上全部动植物生命的源泉，就是这两大物质循环：碳的循环和氧的循环，再加上少量的氮、硫及磷的循环。【4】 生物细胞具有惊人的化学转变能力，并不断演变进化，南非发现的约30亿年前的原始细菌化石已经具有了简单分裂作用。更进一步的进化又演变出了十亿年的原始细菌化石，在美国加利福尼亚州东部也曾被发现过。其中类似海藻的生物，已被证明内部含有细胞核。又经过十亿年演化之后，在温暖的有荫蔽的海岸和河流出口处的水中，这些类似海藻的生物，大量繁殖了起来，通过它们的光合作用放出大量的氧气。今天，我们呼吸的氧气总量的四分之一，就是由海洋中的最微小的浮游生物所产生的，而水和空气相接触的海面正好是这些浮游生物的栖居地。 （三）我国生命起源与进化研究之展望 生命起源与进化是当今世界科学难题之一，此项研究是显示国家科研实力和科技发展水平的一个重要标志，也是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出的基础研究中科学前沿问题之一。随着“神六”的成功发射和一批重大航天科技计划的启动，对宇宙资源的开发和空间生命的探索将成为我国航天科技的重要研究内容。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/4690825e01768e9951e79b89680203d8ce2f6a9a.html