第4講生命的起源

《生命的起源與進(jìn)化》之啟示錄第一講生命的解讀第二講宇宙的誕生（137億年前）第三講地球的誕生（46億年前）第四講生命的起源

●生命是從哪里來(lái)？

●先有雞還是先有蛋？

●生命是何時(shí)開始？一、生命是從哪里來(lái)？“道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物。萬(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)，中氣以為和。”（老子）

“道，可道，非常道……有物混成，先天地生，寂兮寥兮。獨(dú)立而不改，周行而不殆，可以為天下母，吾不知其名，字之曰道?！保ɡ献樱?/p>

1、神創(chuàng)論“起初，神創(chuàng)造天地”。生命是由超物質(zhì)的力量產(chǎn)生的。上帝第一天創(chuàng)造晝夜，第二天創(chuàng)造天空，第三天創(chuàng)造陸地、海洋和植物，第四天創(chuàng)造日月，第五天創(chuàng)造動(dòng)物，第六天創(chuàng)造男人亞當(dāng)。亞當(dāng)問(wèn)上帝，為何世間萬(wàn)物獨(dú)有我如此孤獨(dú)？于是，上帝取他的肋骨制造了女人夏娃。諾亞方舟神創(chuàng)論認(rèn)為，生命是由上帝或神按照一定的目的，一次性地創(chuàng)造出來(lái)的。很顯然，將生命的起源極為簡(jiǎn)單地推到一個(gè)不可知、也無(wú)法證明的上帝和神的身上，顯然是愚昧無(wú)知和極不科學(xué)的。我國(guó)有“盤古開天地、女媧造人”傳說(shuō)?！八渍f(shuō)天地開辟，未有人民，女媧拌黃土做人，劇務(wù)力不暇供，乃引繩于泥中，舉以為人。故富貴者黃土人也，貧賤凡庸者泥人也?！?、自然發(fā)生論古希臘思想家、哲學(xué)家亞里斯多德認(rèn)為，生命是從非生命物質(zhì)中自然發(fā)生的，“有些魚由淤泥及砂礫發(fā)育而成”?！案莼灐薄案馍?7世紀(jì)，意大利醫(yī)生雷迪通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：蛆來(lái)自蒼蠅卵，腐肉不能生出蛆，否定了自然發(fā)生論。腐肉不能生出蛆，但會(huì)發(fā)臭變質(zhì)，為什么？

1676年，列文虎克發(fā)明了顯微鏡，發(fā)現(xiàn)了微生物，是微生物導(dǎo)致腐肉發(fā)臭變質(zhì)。那么，腐肉中的微生物可以自然發(fā)生嗎？1860年，巴斯德利用曲頸瓶實(shí)驗(yàn)，證明肉湯本身不能生長(zhǎng)出微生物，從而徹底否定了自生論，提出“一切生命來(lái)自生命”?？諝庵械奈⑸镞M(jìn)入瓶中

煮沸可殺死微生物3、宇生論認(rèn)為“一切生命來(lái)自生命”，地球上原始生命來(lái)自宇宙空間。隕石坑宇宙中的“生命胚種”（細(xì)菌）隨著彗星（隕石）跌落在死氣沉沉的地球上，成為最初的生命起點(diǎn)。從地球外空間或星體（彗星、火星、月球）和天外飛來(lái)的隕石中已找到40多種有機(jī)物，尤其是氨基酸、核苷酸。

高速撞擊的火花可引發(fā)聚合反應(yīng)，生成蛋白質(zhì)和核酸等，進(jìn)而形成原始生命。宇生論反對(duì)者：

“生命胚種”不可能到達(dá)地球。

●

已發(fā)現(xiàn)的星球上沒(méi)有氧氣，溫度接近絕對(duì)零

度，不具備保存生命的條件。

●宇宙間充滿有強(qiáng)大殺傷力的紫外線、X射線。

●無(wú)法解釋“宇宙中的生命又是怎樣起源的？”4、化學(xué)起源論這是目前關(guān)于生命起源的主流觀點(diǎn)，認(rèn)為生命是由非生命物質(zhì)產(chǎn)生的，起源于原始沸騰海洋，是宇宙進(jìn)化到某一階段的必然產(chǎn)物，但不是在現(xiàn)有條件下由非生命物質(zhì)突然產(chǎn)生的。1936年，奧巴林將生命起源的歷史分為四個(gè)階段：第一階段由簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)小分子到復(fù)雜有機(jī)小分子

原始地球并不是生命的樂(lè)園。隨著地表的冷卻，水的積累，在原始海洋和大氣中，出現(xiàn)簡(jiǎn)單的有機(jī)小分子，如H2、CH4、H2S、CO2、NH3、H2O。由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)小分子合成復(fù)雜的有機(jī)分子有機(jī)酸、氨基酸、單糖、脂類、嘌呤、嘧啶、核苷酸，等等提供能量

（生命的火花）太陽(yáng)輻射火山爆發(fā)雷鳴電閃

1953年，米勒模擬原始地球條件，用電擊提供能量，從無(wú)機(jī)小分子得到復(fù)雜的有機(jī)小分子，如氨基酸

（生命基本組分），提

示生命能在原始大氣中

通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。原始海洋→原始大氣→第二階段由有機(jī)小分子到生物大分子

有機(jī)小分子隨雨水匯集到原始海洋，沉積于海洋岸邊的巖石、沙土表層中，吸收能量，聚集成生物大分子，包括蛋白質(zhì)（氨基酸）、核酸（核苷酸）等。第三階段由生物大分子到多分子體系濃縮凝聚生物大分子形成以蛋白質(zhì)和核酸為主的小顆粒（多分子體系），具有生命特征：●

具有原始代謝特征●

可以“增長(zhǎng)”和“繁殖”之后，多分子體系的表面逐漸形成“界膜”，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立體系，依靠滲透作用進(jìn)行物質(zhì)交換。

病毒可能是早期生命，為非細(xì)胞形態(tài)，僅由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成。有些病毒具有囊（包）膜。流感病毒濃縮凝聚第四階段從多分子體系到原始細(xì)胞（生命）最后，多分子體系表面的“界膜”發(fā)展為原始的細(xì)胞膜，具有選擇通透性，以保證多分子體系與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的更有效交換，原始細(xì)胞—古細(xì)菌誕生。

濃縮凝聚原始細(xì)胞的酶系逐漸集中，形成核糖體（生物合成），代謝系統(tǒng)趨于有序化；DNA分子集中于中央?yún)^(qū)形成原始核（遺傳信息）。隨著原始細(xì)胞有序化和組織化程度的提高，最終產(chǎn)生原始生命：古細(xì)菌。之后發(fā)展為真細(xì)菌。古細(xì)菌不過(guò)，從非生命到生命（細(xì)胞）僅一步之遙，卻難以人工重現(xiàn)生命！“靈魂”存在乎？二、生命起源的“雞-蛋悖論”

生命的基本單位是細(xì)胞。

分子生物學(xué)認(rèn)為，生命是由核酸和蛋白質(zhì)等組成的分子體系。那么，是先有蛋白質(zhì)（雞）還是先有DNA（蛋）？先有雞還是先有蛋？蛋白質(zhì)（protein）：是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是由氨基酸（基本單位）按一定順序和方式

結(jié)合而成的多肽鏈。沒(méi)有

蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。

核酸（nucleicacid）主要功能是貯存和傳遞遺傳信息，包括核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）兩大類，由5種堿基（A、T/U、G、C）組成。

tRNADNA生命的二大基本特征：

①能儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息。

②具有催化功能，能自我復(fù)制。信息分子功能分子中心法則信使RNA

解旋酶生命的起源●先有蛋白質(zhì)DNA聚合酶

DNA：能儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)（基因），但DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯均離不開酶（蛋白質(zhì)）的催化作用。生命的起源

●先有DNA蛋白質(zhì)的合成需要DNA作為模板（蛋白質(zhì)）瘋牛病的病原體是朊粒（朊病毒），其本質(zhì)就是蛋白質(zhì)，不含任何核酸。朊?？勺晕覐?fù)制，可作為遺傳物質(zhì)，貯存、復(fù)制和傳遞生命信息。因此，強(qiáng)有力地支持生命起源的“先有蛋白質(zhì)”學(xué)說(shuō)。生命的起源

●

先有DNA（蛋）？Yes/No！

●

先有蛋白質(zhì)（雞）？Yes/No！

●

先有RNA（既是雞又是蛋）？RNA分子具有生命的二大基本特征：

①能儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息，如mRNA；流感病毒、艾滋病病毒等不含DNA，僅含RNA。

②具有催化功能，能自我復(fù)制。

1982年發(fā)現(xiàn)具有催化功能的RNA分子-核酶，打破了“酶是蛋白質(zhì)”的傳統(tǒng)觀念。

在生命起源的早期階段，僅僅存在一個(gè)完全由RNA分子構(gòu)成的分子體系，即“RNA世界”，其遺傳信息由RNA分子儲(chǔ)存，信息的傳遞及RNA分子的自我復(fù)制由核酶來(lái)完成。因此，該系統(tǒng)可生存并進(jìn)化，成為原始生命。RNA世界假說(shuō)（RNAworldtheory）之后，RNA分子的信息儲(chǔ)存功能由結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的DNA分子代替，催化功能由催化能力更強(qiáng)的蛋白質(zhì)（酶）取代，形成現(xiàn)代生命體系，構(gòu)建“DNA—蛋白質(zhì)世界”。最后，產(chǎn)生生命的基本單位—細(xì)胞。RNA分子來(lái)自哪里?

核苷酸RNA分子的可能來(lái)源

●是地球上自發(fā)產(chǎn)生的。但在模擬原始

地球條件下，不能合成RNA。

●

從天外來(lái)到地球的。可見，“RNA世界”學(xué)說(shuō)仍缺乏足夠的證據(jù)，“雞-蛋之爭(zhēng)”仍將繼續(xù)。迄今為止，關(guān)于生命起源的理論都是推測(cè)和想象出來(lái)的。由于缺乏能夠證明或是推翻這些理論的確鑿證據(jù)，仍然沒(méi)有一種被廣泛認(rèn)可的生物起源理論?！耙磺薪杂锌赡埽　保ˋnythingispossible）Dream

Never

Abandoned.三、生命是從何時(shí)開始？1650年，一位愛爾蘭大主教根據(jù)《圣經(jīng)》的描述，計(jì)算出上帝創(chuàng)世的確切時(shí)間是公元前4004年，而另一位牧師甚至把創(chuàng)世時(shí)間更加精確地計(jì)算到公元前4004年10月23號(hào)上午9點(diǎn)。

要科學(xué)回答生命起源的時(shí)間，可從化石（fossil）中尋找答案。

化石是生物死亡后鈣化、硅化或碳化的遺體、遺物和生活痕跡。由于某種原因被埋藏在地層中，經(jīng)過(guò)若干萬(wàn)年的復(fù)雜變化而逐漸形成的，可作為研究地球上生命起源與進(jìn)化的主要證據(jù)。地質(zhì)歷史中形成的巖層及化石，就像一部編年史書，地球生物的演化歷史，就深深埋藏在這些巖石和化石之中。

地球最早生命的證據(jù)：發(fā)現(xiàn)于澳大利亞的一團(tuán)藍(lán)藻的化石，已固化為疊層石，距今34億年。

四、生命是從何地開始？

地球原始大氣層缺乏臭氧層，因此，陸地上不可能誕生生命。生命只能起源于深深的海洋。因?yàn)楹Ｋ勺钃跆?yáng)紫外線等宇宙射線；有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在黑暗深海底熱泉噴口（“黑煙囪”）存在大量的微生物，可依靠海底裂隙中不斷上升的地?zé)岖@取能量，直接攝取海水中的有機(jī)物。因此，熱泉生態(tài)系統(tǒng)可能是孕育生命的理想場(chǎng)所（“生命搖籃”）。溫度高達(dá)350℃

現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌生活在缺氧、高溫