當前位置:
首頁 > 知識 > 地球上的生物是怎麼誕生的?

地球上的生物是怎麼誕生的?

2017年,科學家在加拿大魁北克發現了距今42.8億年前的微體化石,這個化石無異於是一個重磅炸彈,炸開了人們對地球上生命起源的探討。

事實上,關於生命是怎麼來的,不同的人有不同的解釋。

中國有神話女媧造人,西方人有上帝在創造天地後,在第六日造人的說法。

但這些只是神話,沒有科學依據,今天我們站在科學的角度回答:地球上的生物是怎麼來的。

兩個實驗

其實不止當代人對第一個生命是怎麼來的感興趣,很早之前就有科學家研究這個問題了。但當時受限於觀察條件,人們對微生物問題認識不足。於是他們根據生活經驗,肉湯放久了會自動長出黴菌,提出了一個假說:生命起源於無機物

但巴斯德做了一個實驗,他把燒瓶製作成鵝頸瓶的形狀,因為這樣,微生物將會在重力作用下無法進入燒瓶內,然後他把盛滿肉湯的燒瓶煮沸,殺死了肉湯中自帶的微生物。這時候人們發現,無論肉湯放多久,湯都不會變質。

現在巴斯德的肉湯還放在實驗室中,已經過去100多年,依舊沒有任何微生物。這個實驗結果證明:生命並非起源於無機物。

上世紀50年代,還是學生的米勒做了一個模擬原始大氣的成分的實驗,這個實驗後來也被稱為米勒實驗。

在這個實驗中,米勒先用火把燒瓶加熱,再用電弧模擬早期地球的環境(遠古時期地球很多雷電),具體實驗裝置如圖,看不懂也沒關係,我們直接看結論:經過一周持續不斷的實驗和循環之後,在取樣分析後發現,反應後的成分中有氨基酸。我們要知道,氨基酸是組成蛋白質最重要的物質。

生命是如何誕生的?

有了氨基酸,其實並不是有了生物,因為只要有C、H、O、N的存在,並且在高溫高雷電的環境下就有可能產生氨基酸。

於是,科學家又陷入了困局。但這一次打破僵局的海底熱泉口事件,1979年,美國科學家比肖夫博士在海底時觀測到這裡有生命,要知道,這裡的溫度高達300-400度之間,還是強酸強鹼的地帶,還帶噴流。環境條件非常惡劣,理論上不應該有生物存在,但這裡卻生機盎然。

其實,早在比肖夫博士之前,就有科學家提出過,生命應該是起源於海洋,這是因為早期地球大氣中遊離氧極其少,無法形成臭氧,太陽的紫外線可以直接射到地球表面上,如果陸地上有生命存在,也一定會被紫外線摧毀,因此陸地是無法誕生生命。但是海洋卻不同,足夠深海水可以隔絕紫外線,因此科學家們猜測生命起源於海洋。

海底熱泉口的發現,給這一理論提供了有力的支持。

不僅如此,海底熱泉口附近的溫度能夠達到300度以上,高溫高壓之下,水以超臨界狀態下存在(不同於氣態,液態,固態), 這就使得氫離子可以定向移動,而氫離子定向移動有什麼用呢?

現在生物細胞當中,有一個重要的細胞器「線粒體」,它是給細胞提供能量的,而線粒體當中,利用的就是氫離子的定向移動來提供能量。

而線粒體是距今18億年前才出現的,在此之前的生物是沒有線粒體的。也就是說早期的細胞,沒有辦法利用線粒體來獲取能量。

而科學家猜測,早期生命很有可能就是利用海底熱泉口的氫離子的定向移動來獲取能量。

早期生命結構應該不會像現在生命結構那麼複雜,現在的生命活動依靠的是DNA指導蛋白質的合成來實現的,但是DNA的結構是雙螺旋結構,結構比較複雜。

上文解決了早期生命獲得能量的問題,但生命要延續還需要遺傳物質來支撐。科學家認為早期的生命並沒有這麼複雜,而且他們發現,DNA要通過RNA來實現蛋白質的合成,而RNA的結構相對要簡單多得多,如果RNA能夠具備DNA自我複製的功能,那麼RNA可以作為遺傳物質了。而科學家在實驗室當中,也確實合成了可以自我複製的RNA,也就是說,RNA可以自我複製以及指導蛋白質的合成,以及實現生命活動的。所以科學家猜測,早期的生命的遺傳物質是RNA,而不是DNA,這就是RNA世界假說。

最後,我們來總結一下,按照目前的理論,早期的生命是起源於海底熱泉口,利用海底熱泉口的氫離子定向移動來獲取能量,而它的遺傳物質是RNA。

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!


請您繼續閱讀更多來自 鍾銘聊科學 的精彩文章:

一斤鹽放進一斤水,最終的結果一定是兩斤么?
火星未來可以太空移民嗎?適宜人類居住嗎?