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生命起源于原始海洋的营养汤模型的假设？ 要了解生命如何萌发，首先该探讨生命源自何处？地球水和生命的起源息息相关，水星、金星、月球、火星这几颗星球都没有液态水，它们完全没有生命的迹象。 一、生命离不开水 水！是一个最重要的生命基础。水是维持生命的关键成份，生命从萌发、生长、发育到死亡，时时刻刻都离不开水。海洋生物、水下生物、及单细胞动物草履虫等，它们生活在有水的环境中的，它们直接从水中获得所需的养料和氧气，并把代谢的废物直接排到水中。它们离开了水很快便死亡。 除了海洋生物离不开水。还有陆地上的所有动植物也都是统统离不开水的。例如一个成年人每天需要补充2.5~3.0KG的水，才能满足正常生理过程的基本需求。人体一旦缺水，后果是很严重的。缺水1%-2%，感到渴；缺水5%，口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至产生幻视；缺水15%或以上，往往甚于饥饿。没有食物，人可以活较长时间（有人估计为两个月），如果连水也没有，顶多能活一周左右。所以说生命离不开水。 二、水是生物的主要成分 生命的组成本身就是以水为主要成分。水广泛分布在生物组织细胞内外。例如人体内的水分，大约占到体重的65%。其中，脑髓含水75%，血液含水83%，肺与心脏中含水80%、肌肉含水76%，连坚硬的骨骼里也含水22%。 水在细胞中以两种形式存在：一种是结合水，另一种是游离水。 细胞中的结合水：约占4.5%。水通过氢键或其他键同蛋白质结合，成为原生质结构的组成部分。所以水不仅是生命的载体，还是构成生命的物质。因为没有蛋白质就没有生命，而蛋白质通过氢键或其他键与水结合在一起后就是一个不可分割的整体。由此没有水结合的蛋白质就是残缺的蛋白质，根据蛋白质全或无的理论提示：残缺的蛋白质是没有功能（作用）的，没有功能的蛋白质还有什么生命的意义呢？ 除了结合水，占细胞内绝大部分的水分子呈游离状态，约占95%，是细胞进行各项物质代谢的溶剂。所以水分子这一无机成分决定着细胞的一切生命过程。随着细胞的生长和衰老，细胞的含水量逐渐下降，但是活细胞的含水量不会低于75%。人体中的水有一半是存在于细胞中，但并非是永久停留，而是在不断地交换。 成熟植物细胞中有一个可占整个细胞体积90%的液泡，液泡内充满着以水为基础的细胞液。动物细胞也同样有小液泡。如果我们把地球上任何一种生物的水分抽走，就会得到粉末状的氨基酸、蛋白质、脂肪、核酸等诸如此类的有机物质，但这些粉末状物质没有活性，这样的化学物质不能构成生命，需要液态水让所有的成份溶解其中而浑然一体。所以生命是在水的基础上构建的一个整体。所以液态水是地球上所有生物的主要成分。即地球上没有不含水的生物，即有水才有生物。 三、所有细胞均生活在水环境里 细胞是生物体结构和功能的基本单位。细胞是最基本的生命系统，已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成。而且病毒的生命活动也必须在细胞中才能体现。 细胞生活的前题是必须要有容身之处，以人为例，细胞生活是在以水为基础的体液（细胞外液）里。体液：血浆、淋巴液、组织液共同构成机体内细胞生活的直接环境。血浆是血细胞直接生活的环境；神经细胞、肌肉细胞、表皮细胞等大多数组织细胞都是生活在一种叫组织液的液体环境中的，组织液可以为细胞提供氧气和营养物质，细胞内液中的二氧化碳和代谢废物排放到组织液里；淋巴细胞、吞噬细胞是生活在淋巴液中的；毛细血管壁细胞生活在血浆和组织液之间，毛细淋巴管壁细胞生活在淋巴液和组织液之间。而单细胞生物没有所谓的体液，但也是要生活在潮湿的地方。 四、水是维持生命的关键成份 1、水是生命必需的载体与溶剂 水分子这一无机成份在所有的生命体系里，起着承载和溶解生命活动所需的所有物质的作用。包括各种无机小分子、溶解的气体、及有机小分子（例如氨基酸、单糖、脂肪酸、核苷酸及其衍生物等）、还有大分子（如多糖、脂滴、蛋白质、和核糖核酸等）等等。如果没有水，细胞便是一个干枯塌陷的废物，所以水是生命必需的载体与溶剂。例如，如果没有水溶解各种人体所必需的无机小分子（如钾、纳、钙、镁等元素），这些小分子便无法穿越细胞的内外。一些无机小分子是调节人体电解质平衡的关键。一旦电解质失去平衡，会引发机体微循环紊乱，甚至脱水休克。 2、水是生物新陈代谢的场所 新陈代谢过程就是细胞的细胞液与细胞外液不断地进行着物质的交换，实施同化和异化作用。可见体内所有参与新陈代谢的生物化学反应均在体液中进行，所以水是生物新陈代谢的场所。所以如果没有水作为溶剂与载体，物质交换就无法进行，生物的新陈代谢过程便不复存在，所以水伴随和决定着一切生命活动过程。 水还参与构成关节滑液起润滑作用，参与构成呼吸道消化道和生殖道粘液以及泪液等，参与调节温度等。 上述这些都是水在生命构建及生活过程中的一些特有的物理、化学属性。这些属性使我们知道水不仅是生命的载体，是构成生命的物质，最主要是：水是维持生命的关键成份。所以说没有水就不会有生命。这在很大程度上反应生命起源于水。 五、构成生命的物质逐渐汇聚于原始海洋 地球上本无纯净水，孕育出生命的水是离子络合水，过于纯净的水环境是没有生命存在的，例如生物在没有食物（食物链、生命构件和无机盐）的水环境是无法生存的。 海水中溶解有各种盐分，海水盐分的成因是一个复杂的问题，与地球的起源、海洋的形成及演变过程有关。一般认为盐分主要来源于地壳岩石风化的产物及火山喷出物。已知全球的河流每年向海洋输送5.5×1015g的溶解盐，这是海水盐分来源之一；然而每年从海洋上蒸发的水蒸汽（雨水）均为淡水，所以每年进入海洋的盐分就会累积在海洋或沉淀在海底，因此可以推测原始海洋的盐浓度有一个由淡到浓的逐渐增加的过程。 人类不断的在探索生命起源之谜，创造了化学起源说、海底火山口起源说、火星起源说、生命孢子说和宇宙飞船播种说等假说。其实他们都说得对，我们知道地球上所有江河的水都是汇聚到大海的。所以，上述所有假说里形成的各种生命基本构件和构成生物体的各种无机元素也都通过降雨逐渐的汇聚于原始海洋之中，由此在远古的某个时期，富集上述营养物质的原始海洋形成了，这就是由各种生命的基本构件和各种无机元素聚集形成的生命起源的无序的营养汤。 六、生命起源的原始海洋营养汤模型的假设 要探讨生命起源的原始海洋营养汤是怎样的？，首先该要了解生物大、小分子住在何处？ （一）、细胞液就是生命起源营养汤的活化石的假设 我们知道所有的细胞均生活在水环境里，而大部分的生物大、小分子是生活在细胞里的，细胞中有含量很少的无机盐，约占细胞总重的1%，盐在细胞中解离为离子。所以我推测生命起源于类似于细胞液的淡淡的盐溶液里，各种原始生物大、小分子汇聚、游弋在这样淡淡的原始海水里，这时期的原始海洋俨然一个巨无霸细胞。所以我认为细胞液就是生命起源原始海洋的营养汤的活化石。 （二）、无序的营养汤的模型的假设 推测无序营养汤主要成分有：水分子、各种无机元素、无机盐及各种有机大、小分子等。它们共同组成一个含上述“原料”的大池，即原始海洋。 1、水分子 水分子是原始海水的主要成分，估计占95%以上。 2、组成生物体的基本无机元素 构成生物体的各种细胞，尽管其形态结构、生理功能和分化发育有千差万别，但其元素成份则基本相同。所以组成细胞的22种元素是必备的：C、H、O、N、Na、K、Mg、Fe、P、S、Ca、CL、Zn、Cu、Ca、Fe等。它们全部都广泛存在于海水之中。 3、无机盐，如NaCI、KCL、磷酸氢钾、磷酸氢钠、碳酸氢钠等，在原始海洋中，除了沉淀到海底的盐，其余不沉淀的盐解离为离子，离子的浓度维持着原始海洋的盐浓度与酸碱平衡在一定的范围内。其中生命起源的原始海洋的盐浓度是低于人体细胞液的，即是盐浓度低于1%的淡盐水。 4、各种有机构件 推测在生命产生前就已经自然存在着很多种类的有机物分子汇聚在原始海洋上 。如：各种氨基酸（有左旋的也有右旋的）、核苷酸、脱氧核苷酸、脂肪酸等有机小分子物质；如裸露的单链或双链小分子DNA碎片、单链或双链的小分子RNA碎片、长短不一的肽链、超简单的没有功能的原始蛋白质、脂滴、糖等有机大分子物质。 上述物质的推测是涵盖了所有的科学家对生命起源探索的假说的总会。由于生命系统的基本构件都是复合碳基分子，如蛋白质、碳水化合物与核酸等，所以在地球上，只要在符合高温高压环境下，含C、H、O、N、P等的无机成分都有可能缩合成有机小或大分子，因此，由各种无机小分子产生有机小分子，再由有机小分子产生有机大分子的时机与过程都是很随机的，所以汇聚在原始海洋里的有机物质的种类是很多的，远远比我上述的叙述复杂的多。 （三）、营养汤有机成分特点的假设 营养汤有机成分特点有两个：⑴、原始海洋里的各种有机物中有些是可构成生命的构件，有些是不能构成生命的，有些甚至是对生命有毒性的；⑵、各种有机物在原始海洋里作无规律（即无序）的运动。 七、细胞起源之初的营养汤模型的假设。 生命起源的无序营养汤逐渐形成后，经历很漫长的时间形成了无序的RNA世界，又经历很漫长的时间RNA已经具备了复制的能力，形成了有序的RNA世界，又经历很漫长的时间形成了第一个细胞，上述过程全都是未解之谜，这里推测细胞形成之初的营养汤模型。 我们知道细胞生活在细胞外液里。细胞外液是一种盐溶液，类似与海水。这在一定程度上反应生命起源于海洋。所以我认为细胞外液（体液）里就是细胞起源的原始海洋营养汤的活化石。 例如血浆是血液中的液体成份，90%以上是水，其中有一些无机盐类。输液用的生理盐水是质量分数为0.9%的NaCI溶液，输液用的葡萄糖液的质量分数为5%。此溶液渗透压与细胞外液的渗透压相同，所以是血浆等细胞外液的等渗溶液。如果输液时使用的NaCI溶液的质量分数低于或高于0.9%，则会造成组织细胞吸水或失水，无法保持正常的形态，无法行使正常的功能。由于钾离子、蛋白质含量等都能影响细胞的渗透压，而在细胞起源之初，细胞里的蛋白质含量是极少的，所以推测：细胞起源时的原始海洋里的NaCI溶液浓度，是质量分数低于0.9%的NaCI溶液。 例如酸碱度是（7.35~7.45）。血液酸碱度的调节，在缓冲物质的调节下始终维持在7.35~7.45之间；血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质。每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的强碱盐组成的，如H₂CO₃/NaHCO₃ NaH₂O₄/Na₂HPO₄。推测细胞起源时它们的浓度比相似于细胞外液构成的液体环境。 我们现代在实验室配制的细胞培养液可证明我的观点的正确性。 所以推测：原始生物细胞游弋在类似于我们的体液的原始海洋里，自由自在的生活着，细胞内的细胞液与富集营养的海水不断地进行着物质的交换，实施同化和异化作用（即新陈代谢过程）。这些原始细胞在潮汐和洋流的推动下，漂浮到世界各地的海岸、近海的江河两岸的河滩、沼泽等地方开启了陆地的生命旅程。 |
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