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世界上第一个生命是如何产生的

2018-05-09陈兰香

知识就是力量 2018年5期
关键词:化学元素大分子磷脂

陈兰香

生命诞生史上的第一步

关于地球生命的起源,目前被科学界广泛认可的,是建立在达尔文自然选择学说基础上的化学起源说。这种学说认为地球上的生物是由化学元素一步步形成的,化学元素先形成了氨基酸、核苷酸等小分子物质,这些小分子物质再进一步形成了蛋白质、核酸等生物大分子,生物大分子进一步形成了细胞,也就是说最早诞生的生物是单细胞生物,单细胞生物进一步形成了多细胞生物。

目前有化石证据证明,最早诞生的这些单细胞生物非常简单,据推测它们应该跟现在的原核细胞比较相似。

那这些单细胞生物怎么由化学元素一步步形成的呢?

要搞清楚这个问题我们得先搞清楚原始生命诞生的环境。有一句话说“海洋是生命的摇篮”,很多人以为这句话只是个浪漫的比喻,实际上生命的确是在海洋中诞生的。在地球诞生之初,地球跟其他星球一样,是一个荒芜的星球,没有任何生命。随着地球一步步变化,地球上产生了水蒸气,水蒸气又降落在地球表面的坑洼之处,就形成了原始海洋,正是这些原始海洋成为了生命的摇篮。

即便到了今天,像人类等哺乳动物完全脱离了海洋,但哺乳动物胚胎发育的场所——子宫中依然充满了羊水。羊水本质上就是一种盐溶液,类似于海水,这也为生命起源于海洋提供了证据。

原始海洋中的盐分比较低,各种化学元素的含量却异常丰富,这就为生物的诞生提供了物质基础。

现代科学证明,生物界和非生物界在化学元素上具有高度统一性,也就是说组成生物的元素在非生物界都能找到,没有一种元素是生物所特有的,原始海洋中的这些化学元素为生命的诞生提供了物质基础。

仅仅具备了物质基础还不够,生命的诞生还需要能量,好在由于当时大气中没有游离的氧,高空中也没有臭氧层阻挡,太阳辐射的紫外线不会像现在一样被臭氧层吸收,所以紫外线能直射到地球表面,成为合成有机物的能源。

有了物质基础,又有了能量输入,再加上雷电等作用,原始海洋中就慢慢出现了蛋白质、核酸等生物大分子。这些生物大分子的出现是生命诞生历史上的第一步。

化学家曾在实验室内模拟过这一过程,初步证实了这一假说。

原始细胞诞生了

现代科学发现,病毒结构非常简单,仅仅含有核酸和蛋白质,甚至有一些病毒连核酸都没有,仅仅含有蛋白质。也就是说,生物只要具备了蛋白质和核酸,就形成了生命的雏形。

再加上地球在宇宙中獨一无二的位置,也为生物的诞生提供了温床。地球在太阳系中离太阳不远也不近,正是这样得天独厚的位置导致地球上的温度既不会太高,也不会太低,为后来生命的诞生提供了先决条件。

形成的生物大分子在原始海洋中漂荡,那时它们是直接裸露的,这样它们的结构就很容易受到环境的影响。后来海洋中磷脂分子也出现了,磷脂分子有亲水性的头部和疏水性的尾部,这样的特殊结构决定了它特别容易在水中形成囊状结构。

于是在某个神奇的瞬间,磷脂形成的囊和蛋白质、核酸等相遇了。在某种外力的作用下,磷脂把蛋白质、核酸等生物大分子包裹了起来,就这样最原始的细胞诞生了!

磷脂形成了原始的细胞膜,为蛋白质、核酸提供了相对独立的空间,这是生命进化历程中里程碑般的进步。有了第一个细胞,生命不断进化,又形成了多细胞生物,这些多细胞生物又进一步进化,最终形成了丰富多样的海洋生物,有一天,一部分海洋生物从海洋爬到了陆地上,又开始了新的征程。

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