地球最初是如何产生生物的?
生命起源和细胞起源的研究不仅具有生物学意义,而且具有科学世界观。(1)构成所有真核生物的真核细胞的起源;(2)原核细胞的起源伴随着生命的起源;③新发展的三界学说,即古代细胞核的起源。
生命的起源要追溯到与生命有关的元素和化学分子的起源。所以生命的起源应该从宇宙形成之初开始,所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素。
大约66亿年前,银河系发生了一次大爆炸。经过长时间的胶合,其碎片和松散物质在大约46亿年前形成了太阳系。地球作为太阳系的一员,也是在大约46亿年前形成的。然后,冷星云物质释放出大量引力势能,转化为动能和热能,导致温度上升。此外,地球内部元素的放射性热能也升温了。所以早期的地球处于熔融状态。高温地球在自转过程中,其中的物质发生了分化,重元素下沉到中心,凝聚成地核,而较轻的物质形成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构。这个过程需要很长时间,原始地壳出现在大约38亿年前,这与月球表面大多数岩石的年龄一致。
生命的起源和演化与宇宙的起源和演化密切相关。生命的组成元素,如碳、氢、氧、氮、磷和硫,来自大爆炸后元素的演变。资料表明,前生物阶段的化学进化不仅限于地球,在太空中也广泛存在化学进化的产物。在星际演化中,一些生物分子,如氨基酸、嘌呤和嘧啶,可能在星际尘埃中形成或凝聚。然后,在行星表面的特定条件下,产生了肽和多核苷酸等生物聚合物。最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命,是经过前生物进化的几种过渡形态,最终在地球上形成的。至此,生物的进化开始,地球上产生了无数复杂的生命形式,直到今天。
38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态水圈是热的,甚至是沸腾的。一些极端嗜热古细菌和产甲烷菌可能是最接近地球上最古老的生命形式,它们的代谢模式可能是化学和无机自养。35亿年前西澳大利亚的瓦拉沃纳群中的微生物可能是地球上存在生命的最早证据。
原始地壳的出现,标志着地球从天文行星时代进入地质发展时代,具有原始细胞结构的生命逐渐形成。但是很长一段时间生物不多,直到5.4亿年前的寒武纪,出现了大量带壳的后生动物,所以寒武纪之后的地质时代叫显生宙。
太古代是最古老的地质时期。从生物学的角度来说,是原始生命和生物进化的初级阶段。当时的原核生物很少,也只留下了很少的化石记录。从非生物角度看,太古宙地壳薄,地温梯度陡,火山-岩浆活动强烈而频繁,岩层普遍变形变质,大气圈和水圈缺乏游离氧。它也是硅铝结壳形成和不断生长的时期,是一个重要的成矿期。
早元古代,地球表面出现了一些相对稳定的大陆板块。因此,就岩石圈结构而言,元古代表现出比太古代更稳定的特征。元古代晚期的大气中已经含有游离氧,随着植物的日益繁盛和光合作用的不断加强,大气中的氧含量不断增加。中、晚元古代的藻类植物非常繁盛,与太古代明显不同。
震旦纪是元古代末期一个独特的地质阶段。从生物进化的角度来看,震旦系不同于没有可靠动物化石的元古代,因为它含有没有硬壳的后生动物化石。但与盛产有壳动物化石的寒武纪相比,震旦系所含化石不仅单调、数量少,而且分布也非常有限。因此,其中的动物化石不能用于有效的生物地层工作。震旦纪生物圈最突出的特点是后期有多种无壳后生动物,后期有少量有壳小动物。高级藻类进一步繁盛,出现了一些新类型的微型动物。震旦纪早期叠层石趋于繁盛,后期数量和种类突然下降。从岩石圈的结构情况来看,震旦纪地表出现了几个大的、相对稳定的大陆板块,已经被典型的盖层沉积覆盖,类似于古生代。因此,震旦纪可以被认为是元古代和古生代之间的过渡阶段。
1977 10科学家在34亿年前的南非斯威士兰古沉积物中发现了200多个古细胞化石,将生命起源定在34亿年前。很快,科学家们惊讶地在35亿年的岩石中发现了最原始的生物蓝藻和绿藻化石,不得不追溯生命的来源。
因为地球上出现真核生物是在8亿年前,当时是震旦纪,地球上氧气充足,才能出现真核细胞。
在此之前都是厌氧原核生物:)