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第一节生命的起源

 addccde 2015-01-11

第一节  生命的起源

 

目录

一  医务工作者为什么要关心生命起源问题

二  生命起源

1 宇宙的起源

2 生命起源的自然条件

3 生命产生的时间

4 病毒是生命的早期形态

 

 

一  医务工作者为什么要关心生命起源问题

 

 第一节 <wbr> <wbr>生命的起源

 医学的目的在于治疗疾病。即当人体正常的组织结构发生破坏,正常的生理功能不能进行的时候,由医学技术给以调整纠正。为了达到这个目的,医学就必须了解正常的生命活动是如何进行的。生命起源的问题,是人们了解生命正常活动的一个重要方面。因为现在的生命是历史生命的延续,现在生命的结构和功能,都是历史生命决定的。不知道历史生命的结构和功能,就不能对现在的生命结构和功能有真正的了解。了解现在生命的结构和功能,与了解生命最初时候的结构和功能,这两件事情是相互促进的。现在的医生,在紧张的临床工作以外,回顾我们对生命起源问题的认识过程,也就是回顾人类对生命结构和功能的认识过程,对于最终改进我们对于疾病的认识和治疗,是有益的。

 

二  生命起源

 

 第一节 <wbr> <wbr>生命的起源

天文学和生物学的研究表明,生命起源于地球形成的早期。当时的地球还不是现在这个样子。而是处于高温、高压、高密度,无光、无氧、无水的自然条件下。

 

天文学已经证明,水是由火山喷发的水蒸汽凝结而成的。地球上的氧全部是由具有光合作用的单细胞生物释放出来的。这就是说,生命的早期是不需要氧环境的。生物学研究表明,早期生命是厌氧的。

 

由于地球温度的下降,水蒸汽以雨的形式降到地面,使原来厚浊的原始大气变得清新起来。这样,原来不能射入地球表面的阳光,现在可以穿透大气层直达地球表面。

 

光能的到来,使生命面临死亡。为此,生命进化出光合作用把光能消耗掉,使生命得以保存。光合作用的结果是碳水化合物和氧的产生。

 

氧对生命来讲又是一个新生事物。它的强烈的氧化作用又使生命面临死亡的威胁。为此,生命又进化出三羧循环、氧化供能机制,消耗氧,把氧和碳水化合物变成二氧化碳和水。

 

这个机制现在被认为是氧化供能机制,而当初实际上是无抗氧能力的单细胞生物转化氧的氧化破坏作用,保护自己得以生存的机制。因为有了这个机制,单细胞生物才得以在有氧的环境下继续生存而不再死亡。也正是在这个基础上单细胞生物才有可能发展进化成高等生物。

 

研究发现,由单细胞生物发展到多细胞生物共用去了30亿年的时间。其中由不耐受氧的单细胞进化到有抗氧能力的单细胞生物共用去20亿年。地球的历史一共只有45亿年。所以,科学家们说,如果抗氧机制,即三羧循环产生的机率下降减少50%的话,那么至今地球上便只能有单细胞生物了。

 

1 宇宙的起源

 

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宇宙起源于原始物质的大爆炸。原始宇宙物质处于无限高密度的状态,发生大爆炸后,原始宇宙物质向宇宙空间扩散并形成不均匀的宇宙星云。这些星云在万有引力作用下收缩形成宇宙的不同结构,如:星系、恒星、行星、卫星等。在星云物质收缩的过程中,物质的密度和形态也在不断地发生变化。在压力和密度的不同位置,星云物质可表现为气体、液体和固体等不同形态。如太阳这个恒星是气体的,地球这个行星是固体的(外面有气体、液体,里面有液体)。

 

2 生命起源的自然条件

 

 第一节 <wbr> <wbr>生命的起源

生命起源的问题是一个很复杂的问题,由于科学水平的限制,致今还没有明确的结论。所以,我们这里所说的生命起源也只是一个理论上的推论。

 

首先,生命起源应该是一个客观的物质过程,不论我们是否认识到这个过程,这个过程都是存在的。这个唯物主义的结论的内涵是说生命起源问题其实是自然而简单的,没有什么神秘,在宇宙形成的过程中一定会出现生命产生的条件,而在这个条件下生命也就产生了。

 

其次是生命产生的具体条件。这个条件应该包括两个因素,一个是高密度,另一个是流动性。这两个条件都是保证物质之间的化学反应能够充分进行。能够满足这两个条件的物质形态就是液体状态。也就是星球形成过程中出现的液态层圈中。说到液体,人们就会想到水,但是,这里要明确的是,在宇宙星球形成过程中出现的这个液体层圈不是水而是“星云物质”,即形成星球的那些物质。这些物质的种类很多,并处在高温、高压、高密度的状态,正是这个状态才使各种物质的各种化学反应能够充分进行并最终产生生命。

 

现在人们有一个认识已经比较确定,即生命是产生于原始的海洋中,即产生于水中。这可能是不对的。我们也可以说生命是产生于原始的海洋中,但是,这个海洋不是由水组成的,而是由液态的宇宙物质组成的。有的科学家形容这个原始海洋很可能就像现在看到的“鸡旦清”一样。

 

天文学和地质学的研究告诉我们,现在地球上的海水是固体地球形成后开始的火山爆发喷出的水蒸气遇冷凝结而成的。也就是说生命的产生比水产生得早。

 

再有,由于产生生命的液体圈的高密度,阳光是照不进来的,所以,生命是产生于无光的情况下。

 

天文学、地质学和生物学的研究告诉我们,地球上的氧气是产氧生物产生的,所以,生命产生时地球上还没有氧气。

 

这样,我们就知道生命产生的基本状态是三高三无,即:高温、高压、高密度,无光、无水、无氧。这些可能与我们关于生命起源的条件的一般想法相差很远,也正是由于这个原因,我们才没有找到研究生命起源的突破口。

 

3 生命产生的时间

 

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科学家在研究岩石中的细菌化石的时候推断, 这些细菌产生于35亿年前,再以此为根据推断,最早期生命产生的时间可能是38-40亿年前。现在科学界公认地球的年龄是46亿年。所以,可以说生命是产生于地球诞生的早期阶段。甚至可以说是在硬质地壳形成之前生命就已经产生了。

 

从那时到现在地球的自然条件发生了很大的变化,无论是地质结构还是地球表面的气候,都发生了巨大的变化。按着现在的条件去研究生命的起源肯定是不行的,而我们许多研究者却正是这样做的。他们设想在宁静的海湾中会产生生命,在暴风雨的雷电中会产生生命,等等。其实在生命产生的时候,地球是既没有海也没有雷电,甚至可能连硬质的地壳都没有。在我们知道了这个信息以后,我们不仅会看到生命的复杂神秘,还会体会的生命的顽强并使人敬畏。可以说生命确实是在地球的烈火中诞生的。

 

4 病毒是生命的早期形态

 

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前面说了生命产生的条件和时间,现在要说生命产生时的最早形态。最新的研究提示,生命的最早期形态可能就是核酸。这是研究者的一般推论,本文现在不做具体论证,只是想补充一点:在生命产生的那个时候,核酸周围有足够的物质和足够的能量保证核酸的合成。也就是说,核酸就产生并生存在能产生核酸的那些物质原料中。这样我们就可以知道,当时的核酸一定是裸露在这些原料中的。核酸的修复和复制都不需要什么复杂的结构就可以与原料之间直接进行。现在我们知道,核酸是在细胞核里面,核酸复制的原料要由细胞质来提供。那么,我们可以设想在生命产生的时候,整个自然界就是核酸的细胞质。

 

后来,硬质地壳形成,地心的热量与地表的气态物质之间不能进行交流,地表的气态物质热量不断向宇宙空间散失,地表温度下降。这时火山喷发出的水蒸气凝结成雨水降到地面,形成海洋。这时早期生命物质也随着雨水落到海洋中。

 

这样,核酸生命不仅存在的位置发生了变化,更重要的是周围的物质密度变得稀薄了。为了保持核酸周围的物质密度,生命进化出一层膜,把原料物质仍旧积聚在核酸周围,这样就形成了细胞结构的生命形态。

 

这是生命的一个进步。这时,一部分核酸生命进化成细胞生命,但是也有一部分核酸生命没有进化成细胞生命,而是继续保持自己的单纯的核酸形态。当然,由于环境的恶化,它还是弄了一个蛋白质膜把自己包了起来。因为没有原料的供应,这样的核酸生命已经不可能进行复制。为了复制,它不得不进入新形成的细胞生命中利用细胞生命的原料。这样一个新的寄生方式的生命也诞生了,这就是现在我们说的病毒。从以上叙述可知,病毒生命可以说是早期裸露的核酸生命的直系后裔,也是比细胞生命更早的生命形态。

 

 

 

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