生命科學(xué)縱橫結(jié)課論文-淺談生命起源.doc

淺談生命起源 了解由非生物界到生物界的跨越隨著人類社會科學(xué)的進(jìn)步，我們探索的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。其中，對生命起源的探索一刻也沒有停止，人們都渴望了解：在原始地球早期環(huán)境下，物質(zhì)是如何實(shí)現(xiàn)由非生物界到生物界的跨越？抑或，在地球形成早期，肯定存在沒有生命這樣一個(gè)時(shí)期，生命又是怎樣來的呢？在這里筆者將帶領(lǐng)大家了解不同時(shí)代人們對生命起源的探索。創(chuàng)世論及新創(chuàng)世論:圣經(jīng)說：起初，神創(chuàng)造天地。創(chuàng)世論把生命起源這一科學(xué)命題劃入神學(xué)領(lǐng)域，認(rèn)為地球上一切生命都是上帝設(shè)計(jì)制造的，或者存在某種超自然的力量，法則，在其干預(yù)下產(chǎn)生生命。在19世紀(jì)以前這一學(xué)說在西方極度流行。近年來，在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展下，創(chuàng)世說的支持者為堅(jiān)持這一非科學(xué)的觀點(diǎn)，不得不做出新的努力使圣經(jīng)與科學(xué)調(diào)和，用科學(xué)知識來證明圣經(jīng)故事，如將生物學(xué)及古生物學(xué)的“一些證據(jù)”來證明上帝造物和物種不變的觀點(diǎn)，并且用歪曲的概率理論證明生命不可能自發(fā)產(chǎn)生，這便是現(xiàn)代的新創(chuàng)世論。但無論其如何偽裝，修飾，在眾多的事實(shí)和科學(xué)依據(jù)前，其牽強(qiáng)附會的“科學(xué)解釋”不堪一擊，其偽科學(xué)的本質(zhì)仍不會改變。自生論：“肉腐生蟲，魚枯生蠹”中國古代俗語“有些魚由淤泥及沙礫發(fā)育而成?！眮喞锸慷嗟嘛@然，自生論主張生物可以隨時(shí)由非生物產(chǎn)生，或者由一些截然不同的物體產(chǎn)生，諸如草腐生螢，白石化羊等。在西方，亞里士多德（公元前384公元前322年）就是一個(gè)自然發(fā)生論者。有的人還通過“實(shí)驗(yàn)”證明，將谷粒、破舊襯衫塞入瓶中，靜置于暗處，21天后就會產(chǎn)生老鼠，并且讓他驚訝的是，這種“自然”發(fā)生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。然而，在19世紀(jì)，法國微生物家巴斯德（LouisPasteur）（1821-1895）通過封閉燒瓶內(nèi)肉湯實(shí)驗(yàn)及一系列后續(xù)實(shí)驗(yàn)徹底否定了這個(gè)學(xué)說。至于自生論支持者建立在不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹皩?shí)驗(yàn)”上得出的結(jié)論，其可信度幾乎為零。即使在今天，稍具備生物知識的人都知道，構(gòu)成生物體的元素雖然在無機(jī)界都存在，但其種類及比例卻與非生命物質(zhì)的構(gòu)成大相徑庭，又如何互相轉(zhuǎn)化呢？宇生論：1908年，瑞典科學(xué)家阿瑞尼烏在其塑造中的世界進(jìn)行大膽推測：1，光實(shí)際上對它所照射的任何物質(zhì)都有一種很微弱的推力，如果光很強(qiáng)而物體很小，光的推力就會比重力大，就會使物體朝遠(yuǎn)離發(fā)光源的方向移動。2，當(dāng)由于偶然原因，一些細(xì)胞脫離所在星球進(jìn)入宇宙空間，此時(shí)，某些細(xì)菌細(xì)胞也許可以進(jìn)入一種“假死”狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，由于缺乏食物和水分，這些細(xì)菌細(xì)胞就可能形成一層厚厚的壁，把自己包圍起來。在厚壁之內(nèi)，它們能夠耐得住冰凍與沸煮。阿瑞尼烏斯將這種處于“假死”狀態(tài)、并帶有厚壁的細(xì)胞稱為“孢子”。在光的推力作用下，孢子能夠在太空飄游許多年，可以飄游幾百萬年而不死。3，在幾十億年前，一個(gè)在宇宙空間中漂蕩的孢子偶然進(jìn)入地球大氣，落入海洋中開生長分裂，這便是地球上最早的生命，經(jīng)過漫長時(shí)間復(fù)雜地變化繁衍，形成了多彩的生物界。不可否認(rèn)，這個(gè)假說很有吸引力，許多科學(xué)家也都對這種解釋滿意。但人類隨后的科研成果表明這個(gè)說法有兩大漏洞：一，該說法并沒有解釋如何由無機(jī)界誕生原始生命，只是將原始生命的誕生推向更早的時(shí)間，將其誕生地點(diǎn)推向其他星球。二，就算產(chǎn)生于其他星球，所謂“孢子”在宇宙微重力強(qiáng)輻射的惡劣環(huán)境下能否生存乃至長時(shí)間保持生命狀態(tài)仍是個(gè)問題?；瘜W(xué)起源說：必須承認(rèn)，無論在哪里，有生命的物質(zhì)最初的產(chǎn)生一定是由非生命物質(zhì)形成的?；瘜W(xué)起源說便建立在這個(gè)觀點(diǎn)之上。米勒實(shí)驗(yàn)可以說是對這一學(xué)說的有力證明。米勒嘗試對存在于地球原始時(shí)期的現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行模擬。為了確保所制成的復(fù)雜化合物一定不是活細(xì)胞形成的，米勒確保使用的一切儀器是完全無菌的，在水或氣體中沒有細(xì)菌或其他細(xì)胞。他將氨、甲烷和氫混合裝進(jìn)一個(gè)大玻璃容器中，在另一個(gè)玻璃容器中將水煮沸，以確保水里不含任何生物。然后，在水中加入氫、氨、甲烷，這樣，他就制造了一種混合氣體，與早期的大氣層很相像。形成的蒸氣通過一根玻璃管進(jìn)入裝有氣體混合物的容器，氣體混合物被蒸汽所推動，經(jīng)過另一根玻璃管回到沸騰的水中。這第二根玻璃管保持冷卻狀態(tài)。因此，蒸汽在尚未滴回原容器中之前就轉(zhuǎn)變成了水,這樣,這些混合物能夠保持不斷循環(huán)。米勒首先嘗試使用猶如小型閃電似的電火花作為外加能量，以模仿原始地球早期雷電交加的情況。他在形成的混合氣體中通入連續(xù)的電火花。果然，米勒觀察到了變化：水和空氣開始時(shí)是無色的，幾天后卻變成了粉紅色。一個(gè)星期后，水的顏色越來越深，最后竟變成了深紅色?！皟λ萜髦芯烤股闪耸裁次镔|(zhì)?”混合物中當(dāng)然沒有生命，但是，里面出現(xiàn)了新的分子，而且這些分子比他著手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要復(fù)雜得多。為了搞清新物質(zhì)的成分，米勒使用了一種分離和鑒定微量化學(xué)物質(zhì)的新技術(shù)“濾紙色層分析法”。結(jié)果，與卡爾溫一樣，他發(fā)現(xiàn)里面的主要產(chǎn)物是甲酸，除此之外，他還發(fā)現(xiàn)形成了與甲酸類似，但比甲酸更復(fù)雜的化合物：醋酸、羥基乙酸和乳酸，而這些物質(zhì)都與生命有著密切的關(guān)系。當(dāng)在體系中加入氨時(shí)，米勒在他的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了甘氨酸和丙氨酸，這是所有氨基酸中最簡單的，也是在各種蛋白質(zhì)中最常見的。這樣看來，米勒從這個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)中獲得了極大的成功。這樣，在模仿的原始地球早期環(huán)境下，無機(jī)界誕生了最早的與生命密切相關(guān)的有機(jī)物，并以此為基礎(chǔ)，有機(jī)分子相互交聯(lián)，反應(yīng)，形成更復(fù)雜的有機(jī)物，漫長時(shí)間后，形成最簡單的具有嚴(yán)整結(jié)構(gòu)的“早期生命”。化學(xué)起源說是目前比較有說服力的學(xué)說，為許多人所接受，但僅管這樣，它仍有一些疑點(diǎn)無法解釋。距其理論的成熟還有一長段路要走。生命起源是一項(xiàng)前沿課題，也是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的主要源頭之一生命起源、物質(zhì)起源與宇宙起源一道并稱為當(dāng)今世界三大難題，也是當(dāng)之無愧的世界科技前沿領(lǐng)域之一。由于其高度交叉性，涵蓋的學(xué)科領(lǐng)域包括化學(xué)，生物，地質(zhì)，考古，航天,數(shù)學(xué)及物理等幾乎所有自然科學(xué)門類。其研究與發(fā)展無論子啊學(xué)術(shù)上還是在了解我們自身上都有十分重要的意義，可以說：生命起源人類永恒的探索！參考文獻(xiàn):1,人類起源之謎李娟 （時(shí)事出版社 2008.10）；2，奧的簡潔-從混沌、複雜到地球生命的起源.By.John.R.Gribbin,.馬自恒；3，生命科學(xué)史.(美)瑪格納；4，地球編年史-第十二個(gè)天體 （美）撒迦利亞西琴 著，宋易 譯5，生命起源與進(jìn)化人類永恒的探索，趙玉芬（2009年8月中國空間科學(xué)學(xué)會第七次學(xué)術(shù)年會）；