地球早期生命的形式和特征。地球上最早的生命形式非常簡單。細胞是壹個個體。它沒有細胞核。我們稱之為原核生物。它依靠細胞表面直接從周圍環境中吸收養分來維持生命。這種生活方式被稱為異養。當時他們的生活環境缺氧。這種喜歡生活在缺氧環境中的生命叫做厭氧。所以最早的原核生物是異養厭氧的。它的形狀最初是球形,後來變成橢圓形、弧形、糯米條形再變成螺旋形和細長形。諸如此類。從形態變化的發展方向看,是增加身體與外界接觸的表面積,增加自身體積。現在生活在地球上的細菌和藍藻都屬於原核生物。藍藻的發生和發展,加速了地球上氧氣含量的增加。從20多億年前開始,不僅水中的含氧量壹直很高,大氣中的含氧量也壹直相當高。細胞核的出現,是生物界進化中的壹件大事。經過6543.8+0.5億多年的進化,原核植物在原本均勻分散在其細胞內的核物質相對集中後,被壹層膜覆蓋。這層膜被稱為核膜。細胞的核膜將膜內的核物質與膜外的細胞質分開。細胞內部的細胞核就是這樣形成的。有細胞核的生物稱為真核生物。從此,細胞在繁殖和分裂過程中不再簡單地分成兩個細胞質,裏面的細胞核也分成兩個。真核生物(當時沒有動物,可以說實際上只是真核植物)出現在大約20億年前。性別的出現是生物界進化的又壹重大事件,因為性別促進了生物的優生學,加速了生物向更復雜的方向發展。所以真核多細胞植物是在真核單細胞植物出現幾億年後才出現的。植物的分工出現在真核多細胞植物出現後不久。植物中有壹組細胞,主要作用是固定植物,成為固定器官,這就是現代藻類植物固定器的起源。從此開始了器官分化,不同功能部位的內部細胞形態也開始分化。可見,細胞核和性的出現,大大加速了生物體本身形態和功能的發展。
生命的起源
長期以來,關於生命的起源有各種各樣的解釋。近幾十年來,人們在現代自然科學新成果的基礎上對生命起源進行了全面的研究,並取得了很大進展。
根據科學計算,地球從誕生到現在大約有46億年的歷史。早期地球是熱的,地球上所有的元素都是氣態。那時候絕對沒有生命。最初的生命是在地球溫度下降後,通過極其復雜的化學過程,由無生命物質逐步進化而來的。目前,這種認為生命起源是通過化學進化過程的說法已經被學者們廣泛接受。
據推測,生命起源的化學演化過程是在原始地球的條件下開始的。當時地球表面溫度已經下降,但內部溫度仍然很高,火山活動異常頻繁。火山內部噴出的氣體形成了原始大氣(下圖)。壹般認為原始大氣的主要成分是甲烷(CH4)和氨,這是原始地球的想象。
(左)原始大氣(右)有機物形成
(NH3)、水蒸氣(H2O)、氫氣(H2),以及硫化氫(H2S)和氰化氫(HCN)。在宇宙射線、紫外線和閃電的作用下,這些氣體可能會自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等壹系列相對簡單的有機小分子。後來地球溫度進壹步降低,這些有機小分子就會隨雨水流動。
這個推測已經被科學實驗證實了。1935年,美國學者米勒等人設計了壹套封閉裝置(下圖)。他們將裝置中的空氣抽出,然後模擬原始地球上的大氣成分,將甲烷、氨、氫氣和水引入米勒實驗裝置。
蒸氣等氣體,並模擬原始地球條件下的閃電,繼續進行火花放電。最後,在U形管中檢測氨基酸。氨基酸是蛋白質的基本單位,因此探索地球上氨基酸的生成具有重要意義。
此外,也有學者模擬了原始地球的大氣成分,在實驗室中制造了其他有機物,如嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖、脂肪酸等。這些研究表明,從無機物合成有機物的化學過程在生命起源中是完全可能的。
由有機小分子形成的蛋白質、核酸等有機聚合物是如何在原始地球條件下形成的?有學者認為,在原始海洋中,氨基酸、核苷酸等有機小分子,經過長期積累和相互作用,在適當的條件下(如吸附在粘土上),通過縮合或聚合,形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
現在,有人模擬了原始地球的條件,制造了類似蛋白質和核酸的物質。雖然這些物質和現在的蛋白質、核酸還是有區別的,不能確定原始地球上的蛋白質、核酸的形成過程是不是這樣,但是已經為人們研究生命起源提供了壹些線索。在原始的地球條件下生產這些有機聚合物是可能的。
從有機聚合物組成的多分子體系推測,蛋白質、核酸等有機聚合物在海洋中積累越來越多,濃度越來越高。由於各種原因(比如水的蒸發和粘土的吸附),這些有機聚合物被濃縮分離,它們相互作用,凝結成液滴。這些液滴漂浮在原始海洋中,外層面包與周圍原始海洋環境分離,從而形成壹個獨立的系統。
它是生命起源過程中最復雜、最具決定性的階段,直接涉及原始生命的發生。目前,人們無法在實驗室中驗證這壹過程。但我們可以推測,有些大分子系統經過長時間的不斷進化,特別是由於蛋白質和核酸的相互作用,最終形成了具有原始代謝和繁殖的原始生命。後來,由。
雖然對生命起源的化學演化過程進行了大量的模擬實驗,但大多數實驗僅集中在第壹階段,有些階段僅局限於假設和推測。因此,我們必須繼續研究和討論生命的起源。
蛋白質和核酸是生物體內最重要的物質。沒有蛋白質和核酸,就沒有生命。2008+0965年,中國科學家人工合成了結晶牛胰島素(壹種含有51個氨基酸的蛋白質)。在2008+0981年,中國科學家還通過人工方法合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸(壹種核糖核酸)。48866.86868886861