生命的起源與早期演化

1、 宇宙起源宇宙起源 （大爆炸）（大爆炸） 生物構(gòu)生物構(gòu) 成元素成元素 生物生物 單分子單分子 生物生物 大分子大分子 遺傳信遺傳信 息載體息載體 前生物前生物 系統(tǒng)系統(tǒng) 原始生原始生 物系統(tǒng)物系統(tǒng) 復雜先復雜先 進的生進的生 物系統(tǒng)物系統(tǒng) 元素演化元素演化 化學演化化學演化 生物學演化生物學演化 米勒米勒 著名化學家尤里著名化學家尤里 （1893-1981）的研究生）的研究生 1953年，年，23歲的他在實驗室中模擬原始地球的大氣成歲的他在實驗室中模擬原始地球的大氣成 分和電閃雷鳴的自然環(huán)境，將甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣分和電閃雷鳴的自然環(huán)境，將甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣 等泵入密閉容器，進行連續(xù)

2、一個星期的火花放電，得到了等泵入密閉容器，進行連續(xù)一個星期的火花放電，得到了 組成生命不可缺少的蛋白質(zhì)原料組成生命不可缺少的蛋白質(zhì)原料氨基酸。氨基酸。 米勒實驗表明，在原始地球的條件下，大氣中的無機米勒實驗表明，在原始地球的條件下，大氣中的無機 小分子完全可能生成有機小分子物質(zhì)。小分子完全可能生成有機小分子物質(zhì)。 現(xiàn)在科學界達成的一個共識是，生命現(xiàn)在科學界達成的一個共識是，生命 出現(xiàn)在地球上的時間可能要比原先知出現(xiàn)在地球上的時間可能要比原先知 道的早。地球在道的早。地球在45億年前形成，大約億年前形成，大約 7億年后地球上出現(xiàn)了生命，雖然這億年后地球上出現(xiàn)了生命，雖然這 看似一段不短的時間，但

3、卻是生命起看似一段不短的時間，但卻是生命起 源的最快極限，生命的起源可能比科源的最快極限，生命的起源可能比科 學家所能想象的快得太多。所以，盡學家所能想象的快得太多。所以，盡 管越來越多的科學家傾向于管越來越多的科學家傾向于“化學進化學進 化論化論”，但仍有不少科學家試圖從另，但仍有不少科學家試圖從另 一個視角解釋生命起源問題。一個視角解釋生命起源問題。 理查德胡佛博士通過對一種名為“CI1碳基球粒隕石”的罕見隕石 進行研究（這種隕石在地球上僅有九枚），他發(fā)現(xiàn)這種隕石上竟然 有微生物的化石痕跡。 最早的生命可能產(chǎn)生于水熱環(huán)境，例如，人最早的生命可能產(chǎn)生于水熱環(huán)境，例如，人 們發(fā)現(xiàn)的深海洋脊的水

4、熱噴口，溫度很高，們發(fā)現(xiàn)的深海洋脊的水熱噴口，溫度很高， 有大量的硫、硫化物、氫、甲烷、二氧化碳有大量的硫、硫化物、氫、甲烷、二氧化碳 等為早期的生命行硫呼吸所必需的元素。等為早期的生命行硫呼吸所必需的元素。 生命是一個小概率事件，在海量的分子生命是一個小概率事件，在海量的分子 反應中產(chǎn)生了極微量的活性分子，組成反應中產(chǎn)生了極微量的活性分子，組成 有復制能力的分子體系，并不斷地進化有復制能力的分子體系，并不斷地進化 和分化和分化 最復雜的化學分子最復雜的化學分子 最簡單的生命最簡單的生命 實驗室內(nèi)無法逾越的鴻溝實驗室內(nèi)無法逾越的鴻溝 1 2 3 4 5 6 小分子小分子 雜聚物雜聚物 多核苷酸多核苷酸 分子準種分子準種 超循環(huán)組織超循環(huán)組織 分隔結(jié)構(gòu)分隔結(jié)構(gòu) 微生物微生物 組織化危機組織化危機 復雜性危機復雜性危機 適應度危機適應度危機 信息危機信息危機 基因型與表型分離基因型與表型分離 能量危機能量危機 聚合作用聚合作用 選選 擇擇 最優(yōu)化最優(yōu)化 功能組織化過渡功能組織化過渡 原始細胞分裂原始細胞分裂 糖酵解糖酵解 光合作用光合作用 光合細菌光合細菌 藍藍 菌菌 中生代：中生代：250m 古生代