生命的起源
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一、自然发生说
这种学说认为生命是从无生命物质自然发生的。如我国古代认为的“腐草化萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的）、腐肉生蛆、鱼枯生蠹等等。在西方，亚里士多德（公元前384—公元前322）就是一个自然发生论者，“……有些鱼由淤泥及砂砾发育而成”。这一学说在17世纪曾流行于欧洲。
18世纪时，意大利生物学家斯巴兰让尼（1729—1799）发现，将肉汤置于烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物；但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。1861年，法国微生物学家巴斯德设计了曲颈瓶实验彻底否定了自然发生说，证实了微生物只能从微生物产生而不能自然地从没有生命的物质发生。同时，这个科学论断的确立，也为研究微生物奠定了基础。
二、宇宙发生说
这一假说认为，宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，成为最初的生命起点。1908年，瑞典科学家阿瑞尼乌斯对生命起源提出了一种大胆猜测。他认为，光实际上对它所照射的任何物质都有一种很微弱的推力，如果光很强而物体很小，光的推力就会比重力大，就会使物体朝远离太阳的方向移动。如果有生命的细胞被吹进远离地球表面的稀薄的大气层，它们将会被阳光的推力捕获。此时，某些细菌细胞也许可以进入一种“假死”状态。在这种状态下，由于缺乏食物和水分，这些细菌细胞就可能形成一层厚厚的壁，把自己包围起来。在厚壁之内，它们能够耐得住冰冻与沸煮。阿瑞尼乌斯将这种处于“假死”状态、并带有厚壁的细胞称为“孢子”。
在光的推力作用下，孢子能够在太空飘游许多年，甚至可以飘游几百万年而不死，有朝一日，这些孢子会落在一个温暖、有适宜的大气和由水构成的海洋的星球上，那么，孢子的壁就会自行裂开，细菌细胞便开始再度活跃起来，将一次又一次地分裂，形成许多同它自己一样的细胞。再经过一个漫长的时期，这些细胞将变得更为复杂，它们将进化成多细胞生物，最后，整个行星就会拥有数百万种生物。
阿瑞尼乌斯猜想，地球上的生命就是这样起源的：在几十亿年以前，一个来自遥远行星的孢子进入了地球的大气层，它落到了地球的海洋中并开始生长，经过不断的进化，形成今天丰富多彩的生命世界。这确是一种很有吸引力的假说！许多科学家都满意这种说法，但是，人类随后的科研成果证明，这种假说存在着两大漏洞。
第一，细菌孢子虽然可以在外层空间的各种条件下存活，但并不是所有的地方都可以。第二，阿瑞尼乌斯的假说其实并没有完全回答生命是怎样开始的。
基于此，人们将目光转向在宇宙中探索生命的存在。由于直接发现生命的困难，“宇宙发生说”认为地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球、彗星或星际尘埃。该假说得到了现代一系列太空探索和陨石分析的有力支持。据报道，在2008年科学家从1969年坠落澳大利亚的默奇森陨石中发现了来自外太空的基因物质(尿嘧啶和黄嘌呤)和大约70种不同的氨基酸分子，这一新发现暗示包括人类在内的许多地球物种很可能都与外星物种有关。
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三、生命起源的化学进化学说
这一学说认为地球上的生命是在地球历史早期，在特殊的环境条件下，由非生命物质经历长期化学进化过程而产生的。这一过程是伴随着宇宙进化过程进行的。生命起源是一个自然历史时间，是整个宇宙演化的一部分。
（一）生命起源与原始地球
地球从形成到现在大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的球体，地球上的一切元素都呈气体状态。后来随着地球的慢慢冷却，才逐渐为生命的发生提供了一定的条件。至今发现最古老的原核生物化石距今约34亿年，如1977年10月在南非35亿年前的斯威士兰系的古老堆积岩中，发现了200多个在显微镜下可以清楚看到与原核藻类非常相近的古细胞化石。因此，可以认为地球形成之初的十几亿年是生命起源的化学进化阶段。原始地球为生命起源的化学进化提供的条件主要是以下三个条件：
首先，形成原始大气，为生命的起源提供物质基础。地质研究表明，地球大约是在46亿年前形成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境与现在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始大气层，原始大气层中没有氧气，因此是还原型的。美国著名化学家尤里(H．C．Urey)在20世纪50年代初首先提出了地球的大气主要是由甲烷、氨气、氢气和水蒸气等成分构成的假说，根据这一假说进一步提出：在原始地球的原始大气条件下，碳氢化合物有可能通过化学途径合成。
其次，形成原始海洋，为生命的起源提供了场所。水是原始大气的主要成分，原始地球的地表温度高于水的沸点，所以当时的水都以水蒸气的形态存在于原始大气之中。地表不断散热，水蒸汽冷却又凝结成水。以后地球内部温度逐渐降低，地面温度终于降到沸点以下，于是倾盆大雨从天而降，降落到地球表面低凹的地方，就形成了江河、湖泊和海洋。科学家称那时的海洋为原始海洋。原始海洋为生命的诞生提供了场所。
再者，为生命的起源提供能量。当时由于大气中无游离氧，因而高空中也没有臭氧层阻挡，不能吸收太阳辐射的紫外线，所以紫外线能直射到地球表面，成为合成有机物的能源。此外，天空放电、火山爆发所放出的能量、宇宙间的宇宙射线，以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波等，也都有助于有机物的合成。但其中天空放电可能是最重要的，因为这种能源所提供的能量较多，又在靠近海洋表面的地方释放，在那里它作用于还原性大气，所合成的有机物质，很容易被雨水冲淋到原始海洋之中，使原始海洋富含有机物质，成了“生命的摇篮”。
（二）化学进化的过程
生命起源的化学进化过程，即由非生命物质经一系列复杂的变化，逐步变成原始生命的过程。它发生在地球形成后的十多亿年间。原始生命就是由非生命物质通过极其复杂、漫长的过程一步一步演变而形成的。
第一阶段，从无机小分子生成有机小分子。在尤里的假说的指导之下，1953年美国芝加哥大学的学者米勒及其助手在实验室内首次模拟原始地球在闪电下将原始大气合成小分子有机物的过程。米勒等人设计的火花放电装置，他首先把200毫升水加入到500毫升的烧瓶中，抽出空气，然后模拟原始大气成分通入甲烷、氨、氢等混合气体。将入口玻璃管熔化封闭，然后把烧瓶内的水煮沸，使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动，进入容积为5升的烧瓶中，并在其中连续进行火花放电7天，模拟原始地球条件下的闪电现象，再经冷凝器冷却后，产生的物质沉积在U型管中，结果得到20种小分子有机化合物，其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中有4种氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是天然蛋白质中所含有的。这是破天荒的人类第一次合成氨基酸的实验。
继米勒的工作后，不少学者利用多种能源（如火花放电、紫外线、冲击波、丙种射线、电子束或加热）模拟原始地球大气成分，均先后合成了各种氨基酸、嘌呤、核糖和脱氧核糖等。由此可以看出：在原始地球条件下，原始大气成分在一定能量的作用下，完全可以完成从无机物向简单有机物的转化。
当地表温度下降后，散布在原始大气里的、达到饱和状态的水蒸气遇冷形成雨水而下降，流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有机物经雨水作用最后汇集在原始海洋中，日久天长，不断积累，使原始海洋含有了丰富的氨基酸、核苷酸、单糖等有机物。
第二阶段，从有机小分子形成有机大分子。原始海洋中的氨基酸、核苷酸、单糖、嘌呤、嘧啶等有机小分子物质经过极其漫长的积累和相互作用，在适当条件下，一些氨基酸通过缩合作用形成原始的蛋白质分子，核苷酸则通过聚合作用形成原始的核酸分子
美国学者福克斯认为，原始海洋中的氨基酸可能被冲洗到火山附近等温度高于水沸点的热地区，它们在那里蒸发、干燥和聚合，产生的类蛋白又被冲回海洋，进一步发生其他反应。他在实验室内将多种纯氨基酸混合，在无水条件下加热至160～200℃，几小时后就得到具有某些天然蛋白质性质的类蛋白。以后又有人模拟原始地球条件，用核苷酸等小分子有机物合成类似天然核酸的物质。
第三阶段，从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系。以原始蛋白质和核酸为主要成分的高分子有机物，在原始海洋中经过漫长的积累、浓缩、凝集而形成“小滴”，这种“小滴”不溶于水，被称为团聚体或微粒体。它们漂浮在原始海洋中，与海水之间自然形成了一层最原始的界膜，与周围的原始海洋环境分隔开，从而构成具有一定形状的、独立的体系。这种独立的多分子体系能够从周围海洋中吸收物质来扩充和建造自己，同时又能把小滴里面的“废物”排出去，这样就具有了原始的物质交换作用而成为原始生命的萌芽，这是生命起源化学进化过程中的一个很重要的阶段。但这时还不具备生命，因为它还没有真正的新陈代谢和繁殖等生命的基本特征。
对于多分子体系的生成过程，目前有些不同的看法，主要是团聚体学说及微球体学说。
团聚体学说：团聚体学说是由原苏联学者奥巴林提出的。他认为生物大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液合在一起时，可形成团聚体小滴，这就是多分子体系，它具有一定的生命现象。
奥巴林最初做的实验是这样的：他将白明胶（蛋白质）的水溶液与阿拉伯胶（糖）的水溶液混在一起，在混合之前，这种溶液都是透明的，混合之后，变为混浊。在显微镜下可以看到在均匀的溶液中出现了小滴，即团聚体。它们四周与水溶液有明显的界限。用蛋白质、核酸、多糖、磷脂及多肽等溶液也能形成这样的团聚体。团聚体小滴的直径为 l～500μm。团聚体小滴外围部分增厚而形成一种膜样结构与周围介质分隔开来，奥巴林已能使团聚体小滴具有原始代谢特性，使之稳定存在几小时到几个星期，并能使之无限制地增长与繁殖。
微球体学说：微球体学说是由美国学者福克斯提出的。这一学说认为类蛋白体形成的微球体乃是最初的多分子体系。福克斯用一定比例的各种氨基酸在干燥条件下加热到160～1700C得到了高分子聚合物，称为类蛋白质，这些物质有一些类似蛋白质的性质，并能表现一定的酶活性，类蛋白溶于热水，慢慢冷却可以形成大小均一的颗粒，称为微球体。微球体类似细胞，也表现出很多生物学特性。例如，它们能吸收外界物质，也能“出芽”生殖，它们在高渗溶液中收缩。在低渗溶液中膨胀，它们具有一个双层膜，内部具有一定结构，并且表现出类似细胞质流动的活动。最后，它们可以聚集起来，像群集在一起的细菌一样。
第四阶段，从多分子体系演变为原始生命。具有多分子体系特点的小滴漂浮在原始海洋中，经历了更加漫长的时间，不断演变，特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用，其中一些多分子体系的结构和功能不断地发展，终于形成了能把同化作用和异化作用统一于一体的、具有原始的新陈代谢作用并能进行繁殖的原始生命。这是生命起源中的关键一步，也是实验室没有证实的一步，因此关于地球上的生命是如何起源的问题，仍然是困扰科学界的一大谜团。
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