3．3 地球上的生命起源

    （1）生命的本质

    生命起源历来与宇宙成因、物质结构共同成为自然科学三大基础理论问题之一。有史以来人们一直在孜孜不倦地进行探讨，迄今并未终了。到底什么是生命？不同人有各种理解。信奉宗教者笃信“神的创造”和“灵魂”的存在，机械论者将生命现象与非生命现象视作完全等同，都不可能真正了解生命的本质。人类历史上第一个从辨证唯物主义观点揭示生命本质属性的是德国的恩格斯（F．Engels，1878），他在《反杜林论》中指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新”。简而言之，生命的基本特征就在于蛋白体（目前的理解为类似于原生质的核酸-蛋白质体系）具有的新陈代谢能力。这种能力是任何非生命不具备的，所以生命是物质运动的最高形式。

    生命（生物）与非生命（非生物界）之间并不存在不可跨越的鸿沟，构成生物体的50多种元素在非生物界里同样存在，说明两者有着共同的物质基础。生物是非生物演化到特定阶段的产物。

    （2）生命起源的机制

    20世纪60年代以来射电望远镜搜索宇宙空间的结果，已经发现星际空间存在大量有机分子，至80年代初已累计达到55种，其中最重要的有15种（表2-3）。

    星际有机分子的存在说明，构成生命物质基础的有机物可在宇宙空间的自然过程中产生，并分布于银河系、河外星系的星球上和星际空间。但从无生命的简单有机物小分子（氨基酸、核苷酸、单糖等）→复杂有机物大分子（类蛋白质、核酸、甘氨酸等）→许多大分子聚集而形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系（呈现初步的新陈代谢生命现象），需要经过由化学演化—生命演化的连续序列和重大飞跃。在已知宇宙空间或存在热核反应的恒星条件下，是不可能实现的。因此，地球上的生命起源应当从地球早期地表环境，以及物质系统自身的演化过程中去寻找原因。

    地球完成初始圈层分异后，随着地表温度下降到300℃±，地球表层已经存在原始地壳（硅镁质玄武岩为主）、原始水圈（呈强酸性）和原始火山气圈（以大量水蒸汽、H2、CO、NH3、CH4H2S等为主，属于还原环境）。英国人米勒（S．L．Miller，1953）通过玻璃容器中上述混合气体的放电实验，获得了氨基酸等简单有机物。原始地球表面在紫外线、电离辐射和雷电作用下也可完全可以形成，已经不再有人怀疑。这些有机物汇聚到原始海洋之中，有人比喻为“生命培养汤”。在经过地壳环境的热聚合等作用促进下，逐渐由氨基酸→类蛋白质→蛋白质，这个过程始终具有化学开放系统特征，能与周围环境不断发生物质-能量交换；在此系统内部，随着化学反应速度提高，其有序性和方向性也相应加强，终于出现真正蛋白质合成，完成了向原始生命进化的飞跃（图2-11）。

    有生命的原生质是一种非细胞的生命物质，进一步的演化是形成具有保护功能的外膜，成为具有更完备生命特征的细胞，从而进入了地球历史中生物界和非生物界共同发展的新时代。

    （3）生命出现的时间

    地球上最古老生命的记录（化石），已在南非巴布顿地区和澳大利亚西部的燧石（一种与海底热液喷发有关的SiO2胶体在海洋中沉淀形成的岩石）层中发现，主要是球状和棒状的单细胞细菌化石（图2-12）。由于燧石的同位素年龄测定前者为38×108年，后者为35×108年，可推论当时地球上的单细胞生物已经出现（地质学上称为太古宙早期）。在此发现之前有人从地球化学角度依据12C、13C碳同位素比率（仅13C与生命物质有关），也推论地球上生命过程开始于38×108年前。上述两个渠道所获结论一致，比较可信。

    　
　　本文标题：地球的起源与演化-宇宙、地球的起源与演化(2)
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