生命科學縱橫結(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的進步，我們探索的領域不斷擴大。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時期，生命又是怎樣來的呢？在這里筆者將帶領大家了解不同時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命題劃入神學領域，認為地球上一切生命都是上帝設計制造的，或者存在某種超自然的力量，法則，在其干預下產(chǎn)生生命。在19世紀以前這一學說在西方極度流行。近年來，在科學技術的高速發(fā)展下，創(chuàng)世說的支持者為堅持這一非科學的觀點，不得不做出新的努力使圣經(jīng)與科學調(diào)和，用科學知識來證明圣經(jīng)故事，如將生物學及古生物學的“一些證據(jù)”來證明上帝造物和物種不變的觀點，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，在眾多的事實和科學依據(jù)前，其牽強附會的“科學解釋”不堪一擊，其偽科學的本質(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）就是一個自然發(fā)生論者。有的人還通過“實驗”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，法國微生物家巴斯德（LouisPasteur）（1821-1895）通過封閉燒瓶內(nèi)肉湯實驗及一系列后續(xù)實驗徹底否定了這個學說。至于自生論支持者建立在不嚴謹?shù)摹皩嶒灐鄙系贸龅慕Y(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，瑞典科學家阿瑞尼烏在其塑造中的世界進行大膽推測：1，光實際上對它所照射的任何物質(zhì)都有一種很微弱的推力，如果光很強而物體很小，光的推力就會比重力大，就會使物體朝遠離發(fā)光源的方向移動。2，當由于偶然原因，一些細胞脫離所在星球進入宇宙空間，此時，某些細菌細胞也許可以進入一種“假死”狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，由于缺乏食物和水分，這些細菌細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，一個在宇宙空間中漂蕩的孢子偶然進入地球大氣，落入海洋中開生長分裂，這便是地球上最早的生命，經(jīng)過漫長時間復雜地變化繁衍，形成了多彩的生物界。不可否認，這個假說很有吸引力，許多科學家也都對這種解釋滿意。但人類隨后的科研成果表明這個說法有兩大漏洞：一，該說法并沒有解釋如何由無機界誕生原始生命，只是將原始生命的誕生推向更早的時間，將其誕生地點推向其他星球。二，就算產(chǎn)生于其他星球，所謂“孢子”在宇宙微重力強輻射的惡劣環(huán)境下能否生存乃至長時間保持生命狀態(tài)仍是個問題?；瘜W起源說：必須承認，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起源說便建立在這個觀點之上。米勒實驗可以說是對這一學說的有力證明。米勒嘗試對存在于地球原始時期的現(xiàn)象在實驗室里進行模擬。為了確保所制成的復雜化合物一定不是活細胞形成的，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菌或其他細胞。他將氨、甲烷和氫混合裝進一個大玻璃容器中，在另一個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：水和空氣開始時是無色的，幾天后卻變成了粉紅色。一個星期后，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行實驗時要復雜得多。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物質(zhì)的新技術“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系。當在體系中加入氨時，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，米勒從這個簡單的實驗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，無機界誕生了最早的與生命密切相關的有機物，并以此為基礎，有機分子相互交聯(lián)，反應，形成更復雜的有機物，漫長時間后，形成最簡單的具有嚴整結(jié)構(gòu)的“早期生命”?；瘜W起源說是目前比較有說服力的學說，為許多人所接受，但僅管這樣，它仍有一些疑點無法解釋。距其理論的成熟還有一長段路要走。生命起源是一項前沿課題，也是科學技術創(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今世界三大難題，也是當之無愧的世界科技前沿領域之一。由于其高度交叉性，涵蓋的學科領域包括化學，生物，地質(zhì)，考古，航天,數(shù)學及物理等幾乎所有自然科學門類。其研究與發(fā)展無論子啊學術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:1,人類起源之謎李娟 （時事出版社 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，生命科學史.(美)瑪格納；4，地球編年史-第十二個天體 （美）撒迦利亞西琴 著，宋易 譯5，生命起源與進化人類永恒的探索，趙玉芬（2009年8月中國空間科學學會第七次學術年會）；