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地球和生命的起源是怎樣的過程?

仰望星空,我們來自哪裡,我們存在的意義是什麼?這是生活在地球上的人類最感到困惑的。

人類一思考,上帝就發笑。這並不是自嘲,人類一直在進步,也一直很幼稚,而回望歷史人類文明只不過是幾十億年地球壽命的一瞬,地球也不過是宇宙中的微不足道的塵埃,更何況人類。

宇宙的誕生和地球早期環境

天體物理學結合宇宙學和古地質學證明,我們的宇宙可能是在大約138億年前(所謂的「大爆炸」)誕生的。我們生活的螺旋形銀河系,大小約有100000光年,由超過20億顆恆星組成,大約在125億年前形成。而構成銀河系由四條巨型旋臂構成,其中之一就是獵戶座旋臂,我們的太陽就在這條旋臂上,它需要2.4億年來繞著銀河系中心公轉一周。

我們的地球大約在47億年前被「創造」出來。之後,地球表面的基本化學活動已經開始。這意味著像氫,碳,氧,氮和磷等元素的原子已經開始結合,在簡單的化學反應中形成分子。此外,有機分子(但不是活的)可能會在隕石中出現,這些隕石往往會在這些時候撞擊到地球上。

因此創建了分子聚集體,稱為「核苷酸」,這是未來的第一個生命基石。這些在今天被分類為太古時代的益生元時代。然後在大約43億年前稱為「始祖生物誕生事件」。這些核苷酸通過正常簡單的化學反應以螺旋形式組合成單鏈形成RNA(核糖核酸)。現在,隨著RNA的形成,它構建了一個代碼(這只是一個分子序列,沒有生命),並具有固有的增殖能力,以此作為純粹的化學活動。

按照達爾文的自然選擇理論,這種RNA的一些變體在自我複製方面比其他變種更好,併產生了更好的「後代」,使其他種子滅絕。這種複製就像一個簡單的日常化學反應一樣在實驗室燒杯中繁殖。因此創建了一個擁有生命開始(但不是「活著」)的「RNA世界」,並且這在接下來的十年中持續「改善」了,它們在這些太古時代環境中的可複製性和可持續性。

在現階段直到34.5億年前,由於地球正處於凝固過程中,它沒有任何大氣或者大氣非常稀薄,重力很不穩定,遭受來自太陽風的持續輻射。實心核心與液態岩漿之間的相對運動產生了某種電流,地球的磁場是由地球鐵合金核心密度的變化而產生的。這種磁力排斥了從太陽連續流動的「太陽風」,並將所有入射到地球周圍的輻射光線轉移到它周圍。它還可以防止「太陽風」的侵蝕性壓力剝離地球周圍的大氣。因此,地球變成地球動力學及其相關的磁場導致創造對地球上的生命維持至關重要的環境。我們太陽系的所有行星都具有不同強度的磁場。


地球生命基礎物質的形成

之後這些RNA鏈發生了顯著的發展,創建了一條互補鏈,我們今天稱之為雙螺旋DNA(脫氧核糖核酸的縮寫)。這就像RNA,但沒有氧氣(因此「脫氧」實際上包含在它的OH離子中)。並且排列成雙鏈而不是RNA的單鏈。由於核苷酸構成元素的外部電子相互靠近,開始相互作用,從而在它們之間建立了電子通訊系統,並且DNA成為複製編碼的穩定提供者,並且RNA成為(更具活性的)代理用於複製(用於創建能量蛋白質)。

在演變的十億年中,地球作為一個化學動態實體,不斷變化,從而使這些RNA和DNA鏈暴露於不斷變化的環境中。為了在這個常常充滿敵意,不斷變化的嚴酷環境中生存和保護自己,它們將自己包裹在核心,並在膜內形成「細胞」。首先,RNA和DNA的距離變得更近,其次,它們現在受到保護,免受周圍環境的影響。這種進化形式擁有兩個很大的優勢。首先,RNA和DNA的距離變得更近,其次,它們現在受到保護,免受周圍環境的影響。

獨立存在的細胞交流形成網路,並開始將自己組織成聚集體或聚集體,從而增加了規模。這些細胞主要生活在水中,如今分為三類:細菌,真核生物和古細菌。大約37億年前,另一個壯觀的新系統正在進行中。這是第一次將氧氣帶到我們地球的光合作用。這種含氧大氣因重力而「粘」在地球表面,並且受到地球磁場的「太陽風」的保護。這發生在細菌開始使用化合物葉綠素將二氧化碳轉化為氧氣的過程中,這種過程被稱為光合作用。

該階段現在生命並開始增殖。因此,大約20億年前形成了多細胞(即細胞聚集體),我們第一次可以說生命出現了。已發現約12億年前的藻類化石。


從有機體到動物誕生

在數十億年的時間裡,攜帶其歷史特徵的細胞聚集在數十億年的時間裡,通過它們的RNA進行網路化,越來越意識到自我保存,複製以及它們在進化過程中必須生存的海洋環境。它們似乎在數十億年以後發展了更多的意識,因為它們逐漸形成越來越高級的生物形式,越來越適應生存在它們必須生活的環境中,海洋是它們開始的地方。

一定時期內發展起來的有機體類型具有適應該時期環境的特點。地球最初的動物群分為3個時期:寒武紀,古生代(實際上寒武紀是古生代的一部分),最後是現代。在最初形成藻類的微生物廣泛繁殖之後,寒武紀時期形成的第一個多細胞動物群是無脊椎動物,如海綿,珊瑚等,其中許多現今甚至存在。

在所謂的寒武紀生命大爆發中,大量的無脊椎動物物種出現僅僅數千萬年,大約在距今5.43億年前的古生代時期。在陸地上,河流形成時,植物繁殖,因此提供了巨大的食物來源,海洋動物必須上岸才能進化和生存。為了做到這一點,它們進化出了一種骨骼,最初在它們身體外部(像龍蝦一樣的外骨骼),但隨著它們逐漸成為脊椎動物,它們逐漸融入體內。因此,生活在水中的生物(帶有鰓和鰭)現在不得不演變為能夠在陸地上呼吸並發展出行動的肢體。

能夠做到這一點的第一類有機體是兩棲爬行動物(即使在今天鱷魚也存在)。它們還進化出使用羊膜卵來繁殖。其中堅韌的不透水膜覆蓋著充滿水的空腔,該空腔可防止胚胎變干並且因此可以在陸地上孵育,更利於繁殖。這些爬行動物的顎發育得很好,用於不要和防禦。

越探索越迷惑,科學的盡頭最終走向神學,許多偉大而高傲的科學家最終找到了精神的歸宿。神創造世界和人類的傳說,在世界各地的不同古文明中驚人的相似,如果用現代科學來解釋人類的誕生,會是怎樣的過程?(下期待續)


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