自然人文:生命是如何在地球上出现的?

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对于生命是如何在地球上出现的,现在人们已不再用上帝造物,女娲造人等宗教故事和神话传说来解释了。但是,对于这个问题,目前还是处于猜测和提出假说阶段,还不能彻底、完善地解释清楚,但随着生命科学的进步,人们终会解开这个千古之谜的。
现在,我们已经知道,宇宙中的一切物质都是由原子组成的,再由原子组合成分子,不同分子的排列组合,形成了各式各样不同的物质。宇宙的历史,也是原子连结后,形成复杂结合物的历史。而生命物质——有机物,才是宇宙中这种结合构造出的最复杂的东西,它的复杂性,远非无机物可比拟。
有机物是由蛋白质和核酸构成的,蛋白质又是由较为简单的分子氨基酸组成的。核酸中的脱氧核糖核酸(DNA),它保存有生命代代相传的密码。靠着它,下一代生物才能造就出同上一代一样的“外貌”和“秉赋”。这些生命必备的有机物是怎样在地球表面产生的呢?
诺贝尔化学奖获得者哈罗德·尤瑞提出这样一种看法:地球原始的大气层,大部分是由氢和氮的化合物——如甲烷、氨(NH3)和水蒸气组成,这些化合物里的化学元素,即氢、碳、氮、氧,是形成氨基酸和蛋白质分子的基本成分。这些简单的氧化合物分子,受到太阳紫外线的辐射,以及地球大气层中雷电的影响,可以结合成较为复杂的氨基酸分子。他的这个观点已被他的研究生斯坦利·米勒,在实验室中通过实验证明了。其他科学家也通过实验,在甲烷、氨气、水蒸气等混合物中造出了糖类和碱基。而那种在大气层中不断形成的氨基酸,随雨水降到地面,进入海洋。在海水里形成浓度较高的溶液,溶液中的氨基酸结合形成蛋白质,而糖类和碱基分别组成了各种核酸,在某个时刻,核酸与蛋白质结合,形成了活的有机体,有了独特的繁殖再生能力。最原始的单细胞生物体就这样进化出来了。
前苏联科学家奥巴林,在1924年发表了著名的《生命的起源》一书。书中,他在生物化学、地球化学和宇宙学的大量材料基础上,提出了生命起源的原生物进化假说,即“异养假说”,系统地论述了生命起源的化学进化过程。
据推测,在38亿年前,地球上已有了古老的菌类,这些菌类都能在高温、高压、黑暗无光的条件下存活,它们以海水中溶解的有机物为养料。另有一些有机体,则完全靠无机物而生长,这就是所谓的吃矿物的有机体,如现在仍存在的“硫、铁细菌”。
当时地球上还没有氧气,最初的生物也都是厌氧型生物,在它们的进化过程中,引发了一个重大事件——因突然的变异而出现了会放氧的生物——光合生物,也就是原始植物,它们是利用太阳能的新类型生物,具有了一种非常有用的物质叶绿素,靠它利用太阳能分解空气中的二氧化碳,再利用取得的碳建造有机物质,满足身体生长的需要。这种新型生物摄取营养的方式,与厌氧型生物相比,它的效率提高了约20倍,能使自身大量繁殖。它们吸收空气中的二氧化碳后放出的氧气,大大地改变了地球的面貌。这种能放氧的生物早在35亿年前,就已出现在地球上了。科学家们于澳大利亚西海岸发现了这种在地球上最古老的生命化石。现在,海底深处还能找到这类生物,它就是蓝绿藻。
由于太阳光中的紫外线,对有机物和生物体有极大的破坏作用,所以,最初的生物,都存活于可吸收紫外线的深海之中。而后,在大约20亿年前,随着放氧生物的出现,大气中氧气渐渐增多,在大气上层形成了可阻挡紫外线的臭氧层,使得生物由深海进入了浅海,并为生物的登陆,创造了条件。
生物以浅海为舞台,发展得更为多样了。这时,已出现了海生软体动物,而藻类也充斥了海洋。在大约6亿年前的寒武纪时代,统治海洋的是三叶虫和其他一些原始节肢动物,还有一些如海绵、蠕虫一类的早期软体动物。而后,包括海星、珊瑚在内的海生无脊椎动物与一些原始鱼也开始在海中生活了。
在大约4亿年前,由于地壳变动,引起地面上升,海洋退落,随着海底部分露出海面,浅海生物也迫不得已地登陆了。由于初出海水,对陆地生活不适应,这些生物仍生活在海边,不能完全离开水。初期的陆上植物是仅限于水边等潮湿环境里才能生存的羊齿类植物;www.feiyu2.com,而初上陆地的动物则多有两栖性,如蛙类,被称为两栖动物。慢慢的,生物适应了陆地生活,由水边向内陆挺进了。这时,植物已由低级的藻类、蕨类,进化成为常绿植物,进而进化为水杉、银杏等裸子植物。陆地上,也已是爬行类动物的天下了,并出现了近代昆虫;海星、鱼类也在极旺盛地繁殖了。在距今1.8亿年前,有了恐龙等巨型动物以及初级哺乳类动物,也进化出了最初的鸟类。恐龙在生存了大约1.5亿年之后,终于灭绝了。而哺乳类动物则大量繁殖,同时,出现了许多近代树木,被子植物在陆地上蔓延开来。再往后,哺乳动物开始统治地球,并且进化得更加完美,更加高级,终于在大约200万年前,灵长类中的一支——古猿,经过几十万年的发展演变,进化为具有高度智慧,会思想的生物——人类。人类是宇宙和地球,集几十亿年的功力造就出来的“天之骄子”,是宇宙最伟大的创造。
生物的进化是非常缓慢的,由最初的生物体进化到现代人类,历经了数十亿年。如果我们把地球形成至今的整个历史当作一年12个月来比喻,地球形成的日期算作1月1日,则地壳约形成于2月份,最早的生物体大约出现于4月份,恐龙类生物的全盛时期就到了12月中旬,从类人猿进化成人类,只有两小时的历史——发生在12月31日晚上十点钟左右。从古人到现代人类,在这一比喻中,目前才生存了5分钟。