对生命起源的探索
上个世纪,在生物学上已有两项最伟大的发现:“细胞学说”和“进化论”。前者揭示了所有生物都是由细胞组成;后者则指出地球上的生命由简单的生物缓慢地发展为复杂的生物。它告诉人们:所有的生物都来自另外的生物,所有的细胞都来源于其他的细胞。换句话说,新的生命仅仅从旧的生命形成。那么,人类又面临这样一个新的问题:在地球早期的历史中,肯定有地球上没有生命这样一个时期,生命又是怎样来的呢?
(1)有漏洞的假说
生命的起源引起了科学家的种种猜测。1908年,瑞典科学家阿瑞尼乌斯出版了一本《塑造中的世界》,对此进行了大胆的猜测。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。
阿瑞尼乌斯认为: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,从而推离地球。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,这些孢子会落在一些小行星或者某个没有空气和水的寒冷星球,这样,孢子将被迫永久地保持孢子状态,直到它很耐久的生命火花熄灭为止,或者它可以落在一个非常热的星球上,使之被烧焦致死。
但是,如果孢子落在一个温暖、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,成为今天这样的世界。
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。天文学家逐渐发现,太阳不仅可以发出可见光,而且还能发射出各种各样的与可见光相类似的辐射:红外线、无线电波、紫外线和X射线等等。这些辐射有的能量弱于可见光,有的则强于可见光。红外线、无线电波的能量弱于可见光,紫外线和X射线的能量却比可见光强得多。能量越是高的辐射,对生命越有危害。
在外层空间,紫外线和X射线很强,很容易穿透孢子壁,杀死里面的生命之芽。如果孢子从其他星球向我们太阳系飘移过来,它们可能落在最外围的那些行星上而不致受到伤害,但是,若飘落在冥王星或海王星上,它们将遇到极寒冷的气候而不能发育。随着它们渐渐地飘向地球,它们就会进入到阳光很强的区域,在它们真正能够抵达我们的地球之前,阳光中的高能辐射早就把它们杀死了。因此,使地球上出现所具有的生命孢子,不可能是从遥远的行星来到的。
第二,阿瑞尼乌斯的假说并没有完全回答生命是怎样开始的。他只是把整个问题在时间上往前推,说明生命不是在地球上产生的,而是很久以前在一些很遥远的行星上形成的,并且,又从其他行星上来到地球。但是,在其他行星上生命又是怎样开始的呢?
必须承认,无论是在哪里,有生命的物质最初一定是由无生命的物质形成的,这才是问题的症结所在。如果生命是在某个地方由无生命物质产生的,那么,在地球上,同样也可以照此由无生命物质形成有生命物质。
一共有五种学说:
一、神创论
也叫特创论,如《圣经》。认为生物界的所有物种(包括人),以及天体和大地,都由上帝创造出来。世界万物一经造成,不再发生任何变化,即使有变化,也只能在该物种的范围内发生变化,是绝对不可能形成新的物种的。神创论还认为,各种生物之间都是孤立的,相互之间没有任何亲缘关系。
难以解释:遗传学、解剖学研究的结果——不同生物之间有不同程度的亲缘关系、同种生物也在动态变化;地球上的物种在不断的产生,也在不断的灭亡。
二、自然发生论
19世纪前广泛流行的理论,如我国古代认为“腐草化为萤”“腐肉生蛆”等,认为“生命是从无生命物质自然发生的”。
被否定的依据:18世纪时,意大利生物学家斯巴兰让尼发现,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。实验证明肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单而令人信服的实验——曲颈瓶实验,彻底否定了自然发生说。
三、宇生说
假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物来自其他宇宙星球或星际尘埃——某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球,从而使地球有了初始的生命。
疑问:宇宙空间的物理条件,如紫外线等各种高能射线以及温度等对生命都是致命的,即使有这些生命,在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中,也会因温度太高被杀死。
四、热泉生态系统
20世纪70年代以来,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉,迄今已发现数十个这样的深海热泉生态系统。这里生活着包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落,它们生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。这些化能自养型细菌能利用热泉喷出的硫化物(如H2S)所得到的能量去还原CO2而制造有机物,然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。
由于现今所发现的古细菌,大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中,这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似;热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,与地球形成时的早期环境相似。因此,部分学者认为,热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质,而且还可以避免地球以外物体撞击地球时所造成的有害影响,因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。另一些学者认为,生命可能是从地球表面产生,随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命,只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此,这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的,但却是现存所有生物的共同祖先。
五、化学起源说
这一假说被广大学者普遍接受,假说认为地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步步演变而成。分四个阶段:一是从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的;二是从有机小分子物质生成生物大分子物质;三是从生物大分子物质组成多分子体系;四是有机多分子体系演变为原始生命。
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文章不错《关于生命起源有哪些观点?》内容很有帮助