生命是如何诞生的？今天有没有模拟生命诞生全过程的实验？

生命是最奇妙最迷人的自然现象。现在的地球上，有654.38+0.5万多种动物，40多万种植物，20多万种微生物，构成了一个充满蝴蝶、鸟语花香、风光旖旎、多姿多彩、繁衍进化、生命不息的生命世界。从高山到平原，从沙漠到草原，从空中到河流湖泊。

然而，46亿年前，地球在宇宙中形成的时候，不仅受到了数亿颗彗星和陨石的撞击，还用了大约6543.8+亿年的时间将温度降低了高达几千摄氏度。那时候，地球是一个没有生命、荒凉的世界。大约6543.8+亿年后，地球上似乎出现了简单的蓝藻。所以，第一次在地球上，这是人们普遍关心的地球生命起源的问题。

生命起源是当代重要的科学课题，但也是至今知之甚少的最基本的生物学问题。在这篇文章中，我们将介绍几种关于生命起源的理论。

关于生命的起源，历史上有过各种各样的假说，如“上帝创世论”(认为生命是上帝或上帝创造的)、“自然发生论”(认为生命，尤其是简单生命，是由无生命物质自然发生的)等。这些假说大多基于推测，已被人们所否定。从近年来召开的生命起源国际会议提出的研究论文来看，当代关于生命起源的假说可以分为两类:。

化学进化论认为生命起源于原始地球条件下从无机到有机、从简单到复杂的一系列化学进化过程，而宇宙胚胎论认为地球上最初的生命来自地球外层空间，只是后来才在地球上发展起来的。

化学进化理论

核酸、蛋白质等生物分子是生命的物质基础，而生命起源的关键在于这些生物物质的起源，即在没有生命的原始地球上，非生物物质由于自然原因通过化学作用产生多种有机物和生物分子。因此，生命的起源首先是原始有机物的起源和早期进化。化学进化的作用是创造一类化学物质，构成氨基酸、糖等常见的“结构单元”，以及核酸、蛋白质等生命体。

1922年，生物化学家奥柏林第一个提出了一个可验证的假说，即原始地球上的一些无机物在来自闪电和国徽太阳的能量作用下，成为第一批有机分子。时隔31年，美国化学家米勒于1953年首次实验了这一假说。他就像原始地球上的大气成分。氨和水蒸气等。，用火花加热放电，合成了有机氨基酸。在米勒之后，许多其他重要的生物分子，如嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质，都是在模拟原始地球条件下合成的。+0965和19865438+我国在国际上首次合成了胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是从无生命到有生命的转折点。这两种生物分子的成功合成，开启了人工合成生命体研究生命起源的新时代。

一般来说，生命的化学进化包括四个阶段:从无机小分子到有机小分子；从小有机分子形成有机大分子；从有机大分子，一个能保持自身稳定和发展的多分子系统；从多分子系统进化到原始生命。

宇宙胚胎物种理论

在过去和现在，已经提出了许多属于宇宙胚胎理论的假说。比如1993年7月第十届生命起源国际会议上提出“引起化学反应并导致生命的有机物无疑是由与地球相撞的彗星带来的”；还有人推断，其中一颗与地球相撞的彗星带着一个“生命胚胎”穿越宇宙，留在了新生的地球上，从而孕育了地球上的生命。几年前，一位空间物理学家和一位天体物理学家还将地球生命的起源解释为:地球生命的来源可能来自于四十亿年前坠入海洋的一颗或几颗彗星，他们还认为彗星提供了地球生命诞生所需的原材料(他们称之为“彗星”)。

虽然有些科学家对这一假说有强烈的反对意见(他们认为“彗星带来了一些物质，但不是决定性的，生命所必需的物质在地球上已经存在了”)，虽然这样的观点仍然是一些需要进一步证明的问题，但通过对陨石、彗星、星际尘埃云等行星上的有机分子的探索和研究，我们可以了解那些有机分子的形成和发展规律，并与地球上的有机分子进行比较。

细胞的起源

具有原始代谢和自我繁殖能力的原始生命的诞生，标志着生命起源化学进化阶段的结束和生物进化阶段的开始。

生命活动的基础是一系列的化学变化，这些变化都是在酶的催化下完成的。生命的遗传依赖于DNA(脱氧核糖核酸)的复制过程。原始生命是自催化的，发展成堆叠催化需要一定的物质基础。还需要一定的形态结构。细胞是具有完整生命功能的基本结构单位和功能单位，包括酶催化和DNA复制。原始生命一开始是非细胞的，后来进化发展成细胞形态，又是一次质的飞跃。这个过程就是生命起源中细胞的起源。细胞起源是生命起源的重要组成部分。

研究生命起源的意义

研究生命的起源，就是要找出数十亿年来生命诞生的历史。但其意义远不止于追根溯源，还在于了解生命与环境、整体与部分、结构与功能、微观与宏观、个体发展与系统发展、主体物质与能量和信息的关系，可以进一步阐明遗传变异、生长分化、生殖、代谢、运动诱导和调控等生命活动的机制，从而认识和阐明生命的本质，实现人类的控制。

虽然对生命和细胞起源的研究是试图重建一个遥远的历史过程，但与其他大多数研究领域不同的是，完整的起源过程无法在实验室中重复。不过可以在实验室里一步一步模拟测试。所以研究起源问题，一方面要在自然界中寻找答案，另一方面更重要的是在实验室中进行进化各个阶段的模拟研究。开展合成生命物质和合成细胞的研究。这些研究不仅有助于阐明生命和细胞的起源，而且可以指导人们根据需要合成生命物质、合成细胞乃至合成生命，实现生命科学的终极目标——控制生命、改造生命。

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生命的起源是一个永恒的谜。地球上的生命是何时何地产生的？它是如何产生的？千百年来，人们在解开这个谜的时候，遇到了很多陷阱，看到了前所未有的光明。生命起源的第一个谜团是生命起源的时间。第二个问题是生命起源的方式。生命是如何起源的？它起源于哪里？

从古至今，解释生命起源的理论很多。如西方的创世论，中国的盘古创世论等。但直到19世纪，随着达尔文《物种起源论》的发表，生物科学发生了巨大的变化，同时也为揭示生命起源的永恒之谜带来了一丝曙光，这就是现代化学进化论。生命起源的化学进化论最早是由一位美国学者米勒在1953年证实的。米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的？即在早期，地球包含大量还原性原始大气，如甲烷、氨、水、氢、原始海洋等。在早期闪电袭击地球时，这些气体聚合成多种氨基酸，而这些氨基酸在常温常压下，可能会部分浓缩，然后进一步演化成蛋白质和其他多糖、高分子脂质，在一定时间可能会孕育发育成生命，这就是米勒所描述的。

地球上的生命可能诞生于38亿至40亿年前，但我们应该清醒地认识到，要揭开生命起源的永恒之谜，我们还有漫长的科学旅程。从无机物到有机物，从有机化合物到有机生命的演变同时具有很大的偶然性。不是这样的环境，有了这样的条件，才能产生生命。有人曾经说过，这些无机物就像一个垃圾场，里面装着所有的东西，比如塑料、塑料瓶、铁、废金属、油。生命，一个单细胞，就像一辆漂亮的奔驰。一场台风过后，这些废料被组装成一辆奔驰。因此，我们可以想象生命起源的过程是非常非常艰难的。因此，也许我们是这个蓝色星球上唯一的生命天堂，所以请保护我们的地球，珍惜地球上的生命。我们不能期待地球生命的第二次起源。

全文

大家好。今天我要给大家讲的话题是神秘的生命起源。生命的起源是一个永恒的谜。地球上的生命是何时何地产生的？它是如何产生的？千百年来，人们在解开这个谜的时候，遇到了很多陷阱，看到了前所未有的光明。2500年前的春秋时期，老子在《道德经》中写道，道生一、二、三、三生万物。用今天的话说，地球上的生命是从少到多慢慢进化的。他们有一个共同的祖先，这个祖先是一个，这个是天地生的，用今天的话说，可能是无机界形成的。

在中世纪，西方也非常流行《圣经》中描绘的上帝在七天内创造了一切。今天看来，生命的起源并不像这些古老的传说或神话中所描述的那样，而是说明了人类长期以来对生命起源之谜倾注了极大的热情和关注。但是生命的起源应该如何发生呢？科学是如何探索这个永恒的奥秘的？我们取得了哪些进展？还有哪些问题没有解决？这就是我今天要给大家介绍的。

首先，生命的起源，第一个谜团是生命的时间，起源的时间。在西方中世纪，人们对圣经中上帝造人的故事深信不疑。1650年，一位爱尔兰大主教根据《圣经》中的描述推算出上帝创世的确切时间，另一位牧师甚至将创世时间更精确地推算到公元前4004年6月23日上午9点。也就是说，生命的起源是6000年前，这当然不是事实，但这是什么呢？真的是很科学的回答。科学如何回答生命起源的时间？也就是说用化石来回答，化石保存在岩石中。我们知道，生物死后，在适当的条件下，它们的遗体被保存在岩石中。我们称之为化石。地质历史中形成的岩层，就像一本编年史，深埋在这些岩石中，更古老的生物化石保存在岩层底部。

到目前为止，我们发现最古老的生物化石是来自澳大利亚西部的岩石，大约在35亿年前。这些化石类似于现在的蓝藻。它们是一些原始的生命，肉眼是看不见的。它的大小只有几微米，到几十微米，所以我们可以说生命起源不晚于35亿年。同时，我们知道地球形成于大约46亿年前。有了这两个数据，我们就可以看到生命起源的年龄，大致可以定义在46亿年到35亿年之间。在科学发展的今天，地质学家认为，在地球形成初期，地球受到了大量小行星和陨石的撞击，不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命，不如说是在毁灭生命，所以地球上生命起源的时间不早于40亿年。此外，在格陵兰岛38.5亿年前的岩石中发现了碳。我们知道，碳有两种，一种是无机碳，一种是有机碳。另外，这种碳可以分为重碳和轻碳，所以我们可以根据这种碳中轻碳和重碳的比例来推断这些碳的来源。根据碳的同位素分析，科学家推测它是有机碳，来自生物体。也就是说，通过这种方式，我们大大缩短了生命起源的时间，也就是在40亿年到38亿年之间，从地球上的生命起源开始，一直到现在，都是一部无休止的生命进化史。

好的，首先我们现在有了生命起源的概念，在40亿年到38亿年前。那么生命是如何起源的呢？它起源于哪里？所以我们要回顾一些关于生命起源的假说。

首先是创造论。《旧约》第一章写道，上帝在七天内创造了世间万物。这个概念在中世纪的西方被普遍接受。可以说这种观念一直到现在都被很多人接受，当然也不成立。第二个是自生论。比如希腊人认为昆虫生于土中，春天万物更新，种子从土中发芽，昆虫从去年留下的蛋壳中破壳而出。但这不是生命的起源，而是生命的延续。可以说这种自生论现在已经完全被抛弃了。类似这种说法，比如埃及人认为生命来自尼罗河，中国古代也有腐草生萤火虫的说法。

关于生命起源的第三个假说是生物发生论，这也是19世纪在西方相当流行的理论。生源说认为生命是宇宙固有的。如果你要问我生命从何而来，你首先要回答我一个问题:宇宙是如何起源的？事情是怎么来的？你给了我一个关于物质如何来的答案，所以我可以说生命从哪里来。其实这是一种不可知论。20世纪下半叶，生物发生理论逐渐发展到现在的宇宙胚胎物种理论。到目前为止，许多科学家认为，蛋白质和遗传物质等生命必需的酶的形成需要数亿年的时间，地球早期没有足够的时间来完成这些过程。因为只有2亿年，所以他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式从宇宙的某个地方来到地球的，这个概念也是有一定证据的。

自20世纪40年代以来，人类借助天体物理手段，已经探测到近百种有机分子，如甲醛、氨基酸等。其中两个天体可以和地球上的生命有关，可能会给地球带来生命或者有机分子，一个是彗星，一个是陨石。我们知道这两个天体含有大量的有机分子。例如，我们称一些彗星为脏雪球。它们不仅含有固体水，还含有氨基酸、铁、乙醇、嘌呤和嘧啶等有机化合物，生命可能在彗星上产生并被带到地球上。或者当彗星和陨石撞击地球时，这些有机分子经过一系列合成产生新的生命。当然，这种胚胎学也有不同的思路。它有两个致命的弱点。一个是生命能否在宇宙中长期迁徙。能活下来吗？我们知道天体之间的距离是以光年计算的，天体之间的交流可能需要几千年，从一个星球到另一个星球。在这种真空中，暴露在这种大量的宇宙射线下，活着的生命能在几千年后继续发芽吗？这是最大的问题，从无机分子到有机化合物的第二个过程。这个过程，比如我们在彗星上看到了有机小分子的形成，在地球上也可以形成，这是毋庸置疑的。

从65438年到0859年，随着达尔文《物种起源论》的发表，生物科学发生了巨大的变化，同时也为揭示生命起源的永恒之谜带来了一线曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论最早是由美国学者米勒在1953年证实的。既然你说地球早期温度比较高，到处都是还原性气体和水，我就把这些气体和水放在一个瓶子里，看能不能产生生命或者有机化合物。1953年，米勒把氨、氢气、水和一氧化碳放在一个密封的瓶子里，在瓶子里插上两端的金属棒，然后接通电源。通过这种闪电般的作用，确实在几天内产生了大量的氨基酸。也就是说，在地球上，在闪电下，在室温下，也可以变成无机分子，合成有机分子。我们知道你的氨基酸是构成蛋白质最重要的物质，可以说是构成生命起源最重要的物质。那么，米勒对生命起源的描述应该是什么样子的呢？即在早期，地球包含大量还原性原始大气，如甲烷、氨、水、氢和原始海洋。早期闪电击中地球时，这些气体聚合成多种氨基酸，而这些氨基酸在常温常压下，可能会部分浓缩，然后进一步演化成蛋白质、蛋白质等多糖类，以及高分子脂质，在一定时间可能会孕育发育成生命。

但是，这种暖池也遇到了一些问题，包括两个问题。第一个问题是，现在地质学家认为，地球早期的大气中并不含有大量的还原性气体，而是含有大量的二氧化碳和氮气，比米勒气体惰性更大。在闪电的情况下，你不能形成大量的氨基酸。第二，在地球早期很长一段时间内不可能形成暖池。为什么？因为那个时候，地球早期，就像我刚才说的，有大量的陨石和流星，加上地球本身的放射性，温度非常高。一旦生命在你温暖的池中诞生，一颗陨石砸过来，温度瞬间可以达到几千度甚至几千度，生命灭绝，你只能重新拥有生命的起源。但是我们现在这么想，今天地球上有没有比较高的温度，还原性气体和生物？然后，有两部作品可以说是具有划时代的意义。一个是1967的美国学者布莱克，他在黄石国家公园的温泉中发现了大量的嗜热生物。我们知道蛋白质一般超过60度就会凝固，鸡蛋会在60度或者70度以上煮熟。但是生物在60度以上还能生存吗？以前不敢想。

第二个是1977的克里斯。他还在太平洋海底的温泉中发现了大量嗜热微生物。这个温度更高，可能达到200到300度。它的压力呢，200到300个大气压？它的环境怎么样？它确实有很多还原性气体，比如硫化氢、甲烷、氢气和一氧化碳。这种环境与40亿年前地球早期的环境非常相似。那么生命的起源是在这个时候产生的吗？这是我们现在看到的，但是化石里有没有在火山口或者温泉里发现的微生物呢？的确，在这方面，我们在化石方面也取得了非常重要的进展。例如，2000年，澳大利亚科学家Rothmason在澳大利亚约32亿年前的火山沉积物中发现了大量保存完好的细丝。这说明32亿年前，生命在温泉附近大量存在，所以这是关于生命起源的最新、最流行、也是迄今为止最科学的假说，即生命起源于温泉或海底温泉附近，俗称“黑烟囱”。

海底温泉和陆地温泉有许多共同的特点。首先，它的温度很高。其次，它含有大量的还原性气体，除二氧化碳外，还有一氧化碳、氢气、氨气和硫化氢。第三个特点是它们都含有大量的生物，如蓝藻、光合细菌、硫细菌，尤其是一类古菌，在高温下异常旺盛。超过100度就大量繁盛，离开这样的环境，比如温度下降，马上就进入睡眠状态，无法正常生活。那么这些生物是否代表了地球生命起源的最早最原始的时间呢？

在最初的早期，地球的温度很高，最早的生命形式应该是一些能够适应高温的生物，而在温泉中，生物只是嗜热微生物。其次，温泉的环境和早期地球环境有很多相似之处，比如它有高温，有大量的还原性气体，一氧化碳、氢气、氨气、硫化氢等等。第三，在高温的热水环境中，有利于小分子有机化合物脱水，聚合成有机聚合物。比如我们现在用有机小氨基酸合成蛋白质，就是在热水中，通过这种热聚合反应脱水后形成这种聚合物，特别是在这个热水口附近，形成黄铁矿，俗称“傻子金”。它由硫和铁组成。在它的表面，对聚合物的合成非常有利，因为这种硫化铁表面是非常好的天然催化剂。第四个有利证据是，温泉口与外围海水之间存在温度和水化学识别的梯度。这种梯度也有利于各种化学物质的连续反射。我们知道，当温泉口喷出时，它的温度可能达到200到300度，尤其是在海底的大洋中脊附近。如果海水的温度是，这个海底的温度一般是0到4度。在这种情况下，从300度，它已经。第五点也是最重要的一点是，温泉中的生物确实是进化速度最快的根型生物，也就是说，它的基因是最古老的类型。

现代生物学家通过对生物分子的研究，将温泉中的一些嗜热古菌与现在的普通细菌进行了比较，发现它们的遗传相似性不到60%。也就是说这些古菌含有大量的远古基因，也就是说生命起源的时候很可能就是这种类型。应该说，我们研究生命起源的最好证据，是地球上40亿年到38亿年间的岩石和化石中所包含的信息。然而，经过40亿年的变化，地球已经变得面目全非。即使你有40亿年到38亿年的岩石，它也进入了大量的品种，几乎没有信息。

所以，我们不应该把目光局限在地球上。如果生命是宇宙中的普遍现象，那么除了地球以外的其他天体上是否存在类似早期地球的环境？如果是这样，它可能会为研究生命的起源打开一扇新的窗户。我们的第一个目标在哪里？不是火星，是月球。现在地质学家认为月球是在40亿年前，一颗大行星撞击地球并在地球上消失。今天的月亮形成了，正好是40亿年。如果地球上有生命的起源，让我们在月球上看看，那就解决这个问题了。中国古代神话中有嫦娥奔月的说法，月亮上有月桂树、月兔和浪漫的爱情故事。但是到了六七十年代，随着前苏联和美国宇航员的成功登陆，这个神话彻底破灭了。月球其实是一颗没有生命、水和氧气的沙漠星球，不适合生命存在。

那么我们的第二个目标是什么？第二个目标是火星，因为火星在40亿年前很可能有过类似地球的经历。它的物质组成和地球非常相似，轨道也和地球非常相似。那么火星上有生命吗？我们在火星上要做什么？当我们寻找生命的起源时，我们应该从哪里开始？一般来说，是三点钟。火星上有生物吗？如果有活生生的生命，那就好。生命可能真的起源于宇宙，或者地球上的生命可能来自火星或其他彗星。其次，我们寻找液态水，因为我们知道水是万物之源，水是生命之源。现在我们所理解的地球上的生命形式都离不开水，所以找到液态水也是一个非常重要的指标。第三是寻找与生命相关的化合物。如果我们现在没有生物，那我们过去有吗？过去的生物是否形成了一些化合物？是否以化石的形式保存在这些岩石中？所以我们去火星寻找生命有三个目的。

1957美国维京飞船向地球发回信息时，火星上没有生命，也没有液态水。那是一颗贫瘠干渴的红色星球。然而，人类并不气馁。20世纪90年代，美国国家航空航天局加快了对火星的探索。火星探测器、火星先锋飞船和哈勃望远镜获得的图片，以及其他天体物理信息表明，过去火星上可能存在液态水。根据一些太空资料，在我们发生大洪水的山前，火星上有类似于冲积扇的结构，还有水，河流，像地球上干涸的河床一样的河流，水侵蚀岩石的痕迹。另外，还有一点很特别。在火星的两极，发现了类似地球上冻土解冻的现象。这是我们的空间信息。

但是如果我们有仪器，带上仪器和人，在火星上探险，或者弄块石头分析一下，这些东西不就一目了然了吗？因此，在1999年初，美国发射了一个火星极地着陆器，带有精密的分析仪器，准备在火星的极地地区进行仔细的研究。不幸的是，在1999年底，这些仪器有望获得火星上是否有水的直接信息，但它们刚刚进入火星大气层就与地球失去了联系。

所以我们对火星的研究是无奈的？至少现阶段没有。我们有来自火星的陨石。幸运的是，1984年，人们在南极冰盖上发现了一颗陨石。这块陨石带回来后，我们分析了它的元素和气体化学，发现了这块陨石。它的气体和同位素与火星上的非常相似。所以他们认为这块陨石来自火星。这颗陨石在一万年前坠落在冰原上，南极洲的冰原。

根据这块陨石的放射性同位素年代测定，这块陨石有40亿年的历史，距离现在大约40亿年，与地球生命起源的年龄完全一致。所以几十年来，科学家们对这块陨石进行了大量的研究。一些研究人员认为这块陨石含有生命的迹象。有什么证据？有三个。第一种包含几种沉积矿物。由于沉积矿物是在有水的情况下形成的，科学家推断火星上可能有水，尤其是这些矿物中有一种是磁铁矿物。他认为这种磁铁矿只能以生命的形式存在，这是第一个证据。第二，通过对这块陨石表面的化学分析，得到了多种多环芳烃。他认为这种多环芳烃与生命形式有关。第三，通过扫描电子显微镜仔细观察，发现了与细菌非常相似的生物化石。这个化石不是很大，只有几百纳米。因此，在1996年，美国国家航空航天局向世界宣布40亿年前火星上有生命。当然，这是一家之言。这块陨石中关于生命存在的信息是真的吗？当然，许多学者对证据提出了质疑。首先以磁铁矿为例。你认为它只能靠生命存活，我同意你的观点。你认为这种沉积矿物也是由生命存活下来的，我同意你的观点。只有生命有水才能沉淀，我也同意。但你要知道，这块陨石是在南极冰盖上发现的。冰里充满了水。当你撞到冰原时，大量的水会融化。当陨石撞击地球时，可能会形成许多裂缝。如果液态水和融化的水通过这个裂缝进入，难道不会也形成一种自己的沉积矿物吗？另外，如果你认为这个磁铁矿，你也可能，如果有人认为磁铁矿不是生命独有的，在其他物质条件下也是可以形成的，那么如果给出第一个证据，很多科学家认为它是不能被占据的。二是多环芳烃的问题。同样，如果你看起来像南极冰盖，那就是零下40度或者50度，也有大量的细菌和藻类。污染了吗？现在的污染可能是一万年前的。所以这个证据，你不能说它是一个非常可靠的证据，百分之百的证据。第三个证据，尤其是第三个证据，更不靠谱。就是把陨石劈开。你看这些所谓的细菌化石。这些化石，第一个，太小了，直径只有几十纳米。我们知道如果你像一个铁核，可能是0.6纳米，那么你所谓的生物化石可能是几百个甚至几千个核。所以这个基本词，我们现在理解的包裹着细胞膜的原始细胞的最小形式是不可想象的。所以陨石上是否存在生命，或者说火星上是否存在生命，还需要进一步研究。

参考资料:

/lm/131/61/85929 . html