即生物进化的过程与地球的起源.

即生物进化的过程与地球的起源.

生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的.生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化.资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球,在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物.在星际演化中,某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子.通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命.至此,生物学的演化开始,直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式.
38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态的水圈是热的,甚至是沸腾的.现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式,其代谢方式可能是化学无机自养.澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据.
原始地壳的出现,标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代,具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成.但是在很长的时间内尚无较多的生物出现,一直到距今5.4亿年前的寒武纪,带壳的后生动物才大量出现,故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙.
在中世纪的西方,《圣经》上描绘的上帝,在七天之内造就万物之说,也是非常流行.今天看来,生命起源并不像这些古老传说,或神话描绘的那样,但表明了人类长期以来,对生命起源之谜倾注了极大地热情和关注.但生命起源应该是怎样发生的?科学又是怎样对这一千古之谜进行探索的?我们已经取得了哪些进展?还有哪些问题没有解决?
首先,生命起源之说,第一个谜是生命的时间,起源的时间问题.在中世纪的西方,人们对《圣经》的上帝造人的故事是深信不疑的.在1650年,一位爱尔兰大主教根据圣经上所描述的,计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年,而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟.也就是说,生命起源距今是六千年前,这当然不是真的,而真的是什么呢?真的就是用科学的回答,科学是怎么回答这个生命起源的时间呢?那就是说用化石,是保存在岩石中的化石来回答.我们知道,生物死亡后,它们的遗迹在适当的条件下,就保存在岩石之中,我们把它们称作化石.地质历史中形成的岩层,就像一部编年史书,地球生物的演化历史,就深深埋藏在这些岩石之中,年代越久远的生物化石,就保存在岩层的最底层.
迄今为止,我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部,距今约三十五亿年前的岩石,这些化石类似于现在的蓝藻,它们是一些原始的生命,是肉眼看不见的.它的大小只有几个微米,到几十个微米.因此我们可以说,生命起源它不晚于三十五亿年.同时我们知道地球的形成年龄大约在46亿年前,有这两个数据我们就可以看到生命起源的年龄,大致可以界定在46亿年到35亿年之间.今天,随着科学的发展,地质学家认为,在地球形成的早期,地球受到了大量的小行星和陨石的撞击,它是不适合生命的生存.与其说当时地球上有生命,还不如说它在毁灭生命,因此地球上生命起源的时间,它不早于40亿年.另外,在格陵兰的38.5亿年的岩石中发现了碳,这个碳的话,我们知道,碳分两种,一个无机碳、一个有机碳.另外,这个碳的话,它有重碳和轻碳之分,因此我们可以根据这个碳之中的轻碳和重碳之比,就来可以推测这些碳的来源.科学家根据碳的同位素分析,推测这些碳它是有机碳,是来源于生物体.也就是说,这样我们把生命起源的时间大大缩短了,也就是在距今40亿年到38亿年之间,自从地球上生命起源之后,一直到现在45亿年,就是生生不息的生命演化史.
好,首先我们现在已经有了生命起源的时间概念,是距今40亿年到38亿年之间.那生命是怎样起源的?它在什么地方起源的?这样我们不得不回顾一些有关生命起源的假说.
第一个是创世说,在《旧约全书》的第一章写到,上帝在七天之内创造了世间之万物,在中世纪的西方大家普遍接受这个观念,可以说一直到现在,这种观念还被很多人接受,当然这也不是真的.第二个呢,是自生论,比如说希腊人认为,昆虫生于土壤,春天万象更新,种子从泥土里萌发,昆虫从去年留下的卵壳中破壳而出.但这不是生命的起源,而是生命的延续,可以说这个自生论,现在已经被彻底抛弃了.与这个类似的说法,还有比如说埃及人认为生命来自于尼罗河,在中国古代也有腐草生萤之说.
第三个有关生命起源的假说,就是有生源论,这个在19世纪的西方也相当地流行,有生源论认为,生命是宇宙生来就固有的,你要问我生命从哪里来的,你首先给我回答一个问题,宇宙怎么起源的?物质怎么来的?你给我回答了物质是怎么来的,生命我就可以说是从哪儿来的,其实这是一个不可知论.在20世纪的后半叶,有生源论逐渐发展到现在的宇宙胚种论,直到现在,有许多科学家认为,生命必须的酶,像蛋白质,和遗传物质的形成,需要数亿年的时间,在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间段.因为它就两亿年,因此他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式,从宇宙的某个地方来到了地球,这种观念也是有一定的依据的.