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1.电火花
正如1953年著名的米勒实验所证实的,电火花可以从富含水分、甲烷、氨以及氢的原始大气中制造出氨基酸,这说明电火花可能在地球早期生命起源过程中起到了至关重要的作用。在以后的几百万年当中,才出现更大、更复杂的化学分子。尽管此后的研究证实地球早期大气中氢的含量非常低,但是科学家却声称早期大气层中的火山云或许含有大量甲烷、氨和氢,当然也布满了闪电。
当然,一些科学家对米勒实验也提出了质疑:①米勒试验提供持续的电能,但是原始时代的地球不一定。②不能完全确定米勒试验各物质浓度的配比。③氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞击地球的时候带来的,因为当时这种现象十分普遍,科学证明氨基酸可以在宇宙的恶劣环境中存在。④地球的高温环境和强烈的紫外线会使有机物迅速分解。
2.黏土群
格拉斯哥大学有机化学家亚历山大·凯恩斯·史密斯认为,构成生命的第一批分子有可能是在黏土中相遇的。这些表层的黏土不仅将一些复杂的有机物聚集在其下,还有可能帮助这些有机物组成一些更高级的形式,就像今天的基因所做的那样。
DNA的主要功能是分子组合方式的信息存储,其中的遗传信息片段主要是就蛋白质中的氨基酸如何组织发出指令。凯恩斯·史密斯认为,黏土中的矿物晶体可以将有机分子按一定模式组织起来,一段时间后,有机分子就可以接手这项工作,从而实现自我组织。
3.深海热泉
深海热泉理论认为生命可能起源于海底火山热泉,并由这些热泉口向外喷射大量氢含量极高的分子。热泉的岩石角落可以将这些分子聚集在一起,并提供发生关键反应的催化剂。即使是现在,这些富含化学及地热能的热泉口周围,生态系统依然相当活跃。海底热泉一般出现在大洋中脊。海底热泉为什么出现在大洋中脊呢?原来,大洋中脊是多火山多地震区,岩石破碎强烈,海水能通过破碎带向下渗透,渗入的冷海水受热后,以热泉形式从海底泄出。在冷海水不断渗入、热海水不断排出的循环过程中,洋底玄武岩中铁、锰、铜、锌等元素溶于热海水中,成为富含金属元素的热液并喷涌出来。由于洋中脊是大洋板块的分离部位,那里的岩石圈地壳最薄弱,因此又是地幔热流最好的突破口。热泉水带上来的物质多金属硫化物或氧化物,它们沉淀在热泉喷口周围,形成具有经济价值的“热液矿床”。海底热泉的发现与研究,打破了人们对深海大洋的传统看法,在认识海洋、开发海洋方面提出了一系列新的问题。在地质学方面,海底热泉是人们能够看到的海水在洋壳里不断循环的现象。
4.寒冷的开始
30亿年前的太阳比现在要暗淡1/3,因此那时地球的大部分或许被冰所覆盖。厚厚的冰层——大概有几百米——保护了水下有机化合物,使其不受来自宇宙的紫外线的破坏。极低的温度还有可能会延长分子的生命周期,以等待重要化学反应的来临。
5.RNA世界
现在,DNA的形成离不开蛋白质,蛋白质的形成也离不开DNA,那么,离开彼此,二者又如何形成呢?答案或许就是RNA。它与DNA一样可以储存信息,并起到和蛋白质一样的催化酶的作用,帮助形成DNA与蛋白质。后来,DNA与蛋白质继承了这种RNA世界,因为它们更有效。RNA仍然存在并在生物体中起到多种作用,其中包括作为某些基因的“通断开关”。问题仍然存在,那就是RNA究竟是如何产生并做到这一点的。有些科学家认为,分子可以自发地出现在地球上,而有些则认为自发这种事是不可能的。
科学家还提出了RNA以外的其他核酸,比如更深奥、复杂的PNA(肽核酸)或者TNA(苏糖核酸)。
6.简单的开始
生命有可能起源于相互之间发生连锁反应的较小分子,而不是从复杂如RNA之类的分子演化而来。这些较小分子有可能存在于类似于细胞膜的简单夹膜中。然后,随着时间的推进,执行分子间相互反应的更加复杂也更有效的大分子开始出现,这种演变可以被称为“代谢第一”模式,与RNA世界假说的“基因第一”模式相对应。
7.胚种论
或许生命根本就不是起源于地球,而是来源于宇宙中的其他地方,这种理论被称为胚种论。例如,火星岩石由于宇宙压力而不断向外崩落,而且地球上也发现了火星陨石,这就引起了一些学者的激烈争论,认为是这些陨石将微生物带到地球上,从而使我们都变成了火星后裔。另一些科学家甚至认为,生命是从其他恒星系搭乘彗星而来。然而,即使这种理论是正确的,那么关于生命起源的问题还是没有解决,只是由“生命在地球上如何起源”变成了“生命在宇宙中其他地方是如何开始的”。
正如1953年著名的米勒实验所证实的,电火花可以从富含水分、甲烷、氨以及氢的原始大气中制造出氨基酸,这说明电火花可能在地球早期生命起源过程中起到了至关重要的作用。在以后的几百万年当中,才出现更大、更复杂的化学分子。尽管此后的研究证实地球早期大气中氢的含量非常低,但是科学家却声称早期大气层中的火山云或许含有大量甲烷、氨和氢,当然也布满了闪电。
当然,一些科学家对米勒实验也提出了质疑:①米勒试验提供持续的电能,但是原始时代的地球不一定。②不能完全确定米勒试验各物质浓度的配比。③氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞击地球的时候带来的,因为当时这种现象十分普遍,科学证明氨基酸可以在宇宙的恶劣环境中存在。④地球的高温环境和强烈的紫外线会使有机物迅速分解。
2.黏土群
格拉斯哥大学有机化学家亚历山大·凯恩斯·史密斯认为,构成生命的第一批分子有可能是在黏土中相遇的。这些表层的黏土不仅将一些复杂的有机物聚集在其下,还有可能帮助这些有机物组成一些更高级的形式,就像今天的基因所做的那样。
DNA的主要功能是分子组合方式的信息存储,其中的遗传信息片段主要是就蛋白质中的氨基酸如何组织发出指令。凯恩斯·史密斯认为,黏土中的矿物晶体可以将有机分子按一定模式组织起来,一段时间后,有机分子就可以接手这项工作,从而实现自我组织。
3.深海热泉
深海热泉理论认为生命可能起源于海底火山热泉,并由这些热泉口向外喷射大量氢含量极高的分子。热泉的岩石角落可以将这些分子聚集在一起,并提供发生关键反应的催化剂。即使是现在,这些富含化学及地热能的热泉口周围,生态系统依然相当活跃。海底热泉一般出现在大洋中脊。海底热泉为什么出现在大洋中脊呢?原来,大洋中脊是多火山多地震区,岩石破碎强烈,海水能通过破碎带向下渗透,渗入的冷海水受热后,以热泉形式从海底泄出。在冷海水不断渗入、热海水不断排出的循环过程中,洋底玄武岩中铁、锰、铜、锌等元素溶于热海水中,成为富含金属元素的热液并喷涌出来。由于洋中脊是大洋板块的分离部位,那里的岩石圈地壳最薄弱,因此又是地幔热流最好的突破口。热泉水带上来的物质多金属硫化物或氧化物,它们沉淀在热泉喷口周围,形成具有经济价值的“热液矿床”。海底热泉的发现与研究,打破了人们对深海大洋的传统看法,在认识海洋、开发海洋方面提出了一系列新的问题。在地质学方面,海底热泉是人们能够看到的海水在洋壳里不断循环的现象。
4.寒冷的开始
30亿年前的太阳比现在要暗淡1/3,因此那时地球的大部分或许被冰所覆盖。厚厚的冰层——大概有几百米——保护了水下有机化合物,使其不受来自宇宙的紫外线的破坏。极低的温度还有可能会延长分子的生命周期,以等待重要化学反应的来临。
5.RNA世界
现在,DNA的形成离不开蛋白质,蛋白质的形成也离不开DNA,那么,离开彼此,二者又如何形成呢?答案或许就是RNA。它与DNA一样可以储存信息,并起到和蛋白质一样的催化酶的作用,帮助形成DNA与蛋白质。后来,DNA与蛋白质继承了这种RNA世界,因为它们更有效。RNA仍然存在并在生物体中起到多种作用,其中包括作为某些基因的“通断开关”。问题仍然存在,那就是RNA究竟是如何产生并做到这一点的。有些科学家认为,分子可以自发地出现在地球上,而有些则认为自发这种事是不可能的。
科学家还提出了RNA以外的其他核酸,比如更深奥、复杂的PNA(肽核酸)或者TNA(苏糖核酸)。
6.简单的开始
生命有可能起源于相互之间发生连锁反应的较小分子,而不是从复杂如RNA之类的分子演化而来。这些较小分子有可能存在于类似于细胞膜的简单夹膜中。然后,随着时间的推进,执行分子间相互反应的更加复杂也更有效的大分子开始出现,这种演变可以被称为“代谢第一”模式,与RNA世界假说的“基因第一”模式相对应。
7.胚种论
或许生命根本就不是起源于地球,而是来源于宇宙中的其他地方,这种理论被称为胚种论。例如,火星岩石由于宇宙压力而不断向外崩落,而且地球上也发现了火星陨石,这就引起了一些学者的激烈争论,认为是这些陨石将微生物带到地球上,从而使我们都变成了火星后裔。另一些科学家甚至认为,生命是从其他恒星系搭乘彗星而来。然而,即使这种理论是正确的,那么关于生命起源的问题还是没有解决,只是由“生命在地球上如何起源”变成了“生命在宇宙中其他地方是如何开始的”。