Origin of life is with periodicit1(生命起源的周期性)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。Origin of life is with periodicit1(生命起源的周期性)Origin of life is with periodicityOrigin of life is with periodicityGao Shi-JunYaoShun Middle School,Jiawang District, Xuzhou City, Jiangsu ProvinceAbstract: The author considered taht from the whole biological

2、 development history point of view, there is a possibility of life originating once again on the earth after the first life coming into being. The origin of life has a periodicity. The reasons as listed below:1、The material basis exists. After the initial origin of life generating, the biosynthesis

3、and transformation process in organic substances of life will gradually replace the chemical evolution process and become a new approach of generating living matter in nature 2、the natural environment exists. The great land is the second cradle of the life generating once more at the initial stage3、

4、Life-Body exists. The author believe that the way of life existence depends on the natural selection. Organisms with membranes namely cell biological（virus） is the results of living thing's evolution and development of the first origin of life. organisms without membrane namely non-cell organism

5、s is the results of the re-originated living thing's evolution and development of life.key words: Origin of life ,periodicity, non-cell organisms论生命起源的周期性高士军江苏省徐州市贾汪区青山泉中学摘 要: 笔者认为从整个生物发展史来看，生命最初起源后，在地球上实现再度起源的可能性是存在的。主要根据如下：1、存在物质基础。在生命最初起源之后，有机生命物质的生物合成与转化过程，将会逐渐取代化学演化过程，成为自然环境中生命物质产生的一种新途径；2、

6、存在自然环境。陆地在海洋生物登陆发展的初期，是生命再度起源的第二个摇篮；3、存在生命体。笔者认为自然选择决定生命存在的方式，有膜生物即细胞生物是生命最初起源的生命体进化和发展的产物；无膜生物即非细胞生物(病毒)是生命再度起源和进化、发展的产物。 关键词: 生命起源 周期性 非细胞生物 地球上,生命的最初起源，是通过化学演化过程实现的，是目前被普遍接受的观点之一。从整个生物发展史来看，生命最初起源之后，随着最初起源生物的不断进化和发展，以及地球环境的不断变化，生命在地球上实现再度起源的可能性,笔者认为是存在的。主要根据如下： 一、存在生命再度起源的物质基础 科学研究表明，地球的年龄约为四十六亿年

7、，有机生命物质产生的化学演化过程，大约发生在地球形成的最初十几亿年里。目前，对有机生命物质的非生物合成的研究，已经取得了较大的进展，并积累了许多资料。氨基酸的非生物合成 : 1953年美国学者米勒模拟原始大气成分CH4 、 NH3、 H2 、 H2O等，在放电作用下合成了一些氨基酸。在此后，其他学者先后在类似的条件下，几乎 （1）合成了天然蛋白质中的全部氨基酸。核甘酸的非生物合成 : 1963年，在加速的电子作用下 CH4 、 NH3、 H2O转化为腺嘌呤 。1965年在加热 160的条件下 , 核甘、磷酸盐转化为核苷酸。核苷酸的产生还有其它途径 。蛋白质和核酸的非生物合成:目前也取得了重大的

8、突破。1991年中国的科学家赵玉芬通过实验证明了，在磷酰化氨基酸的基础上，可以同时合成蛋白质和核酸。虽然现在关于化学演化过程的许多具体环节还没有完全搞清楚。但是，有机生命物质通过化学演化过程产生，并在原始海洋中不断积累，为生命的最初起源奠定了物质基础，已成为目前相当多的科学家的一种共识。 生命最初起源之后，由于诸多自然因素的改变，如：原始大气由还原性逐渐演化为氧化性，以及促进化学演化的大量能源的减弱或丧失等。将会导致有机生命物质产生的化学演化过程不能再度重演。就是当初通过化学演化过程产生的有机生命物质，也早已被最初起源的生命体，作为营养物质已消耗殆尽。但是，由于诸多自然因素的改变，导致有机生命

9、物质产生的化学演化过程的丧失，并不能成为制约生命再度起源的一种因素。因为，在生命最初起源之后，随着已起源生物的不断进化和发展，有机生命物质的生物合成与转化过程，将会逐渐取代有机生命物质产生的化学演化过程。成为自然环境中，有机生命物质产生的一种新途径。 有机生命物质产生的生物合成与转化过程，同化学演化过程，虽然在合成原料、合成条件、合成过程等诸多方面存在着差异。但是，二种途径所形成的有机生命物质蛋白质、核酸等产物，无论是在化学结构上、还是在生物学特性等诸多方面都是基本相同的。如：非生物蛋白和生物蛋白都 具有，有限的不均匀性；相同的定性成分；受水解的氨基酸的定量可变性；相似的分子量范围；相同的阳性

10、显色试验；相似的密度；某些相同的旋光性；受盐溶的倾向；受盐析的倾向；被蛋白质基因试剂引起沉淀性；低铬性；相同的紫外吸收最大值；对朊酶的敏感性；氨基酸残基的非无规分布；诸多催化活性；催化能力的纯化；营养质量；黑素细胞刺激活力；形态发生性等。另外，就核酸而言，不管是化学合成的，还是酶促合成的，还是从生物体中分离出来的DNA分子或基因片段，融入细胞后不仅能在生物体中得到遗传，而且能在新个体中得到表达。这一点从分子生物学的研究中得到充分的证明。虽然有机生命物质的合成途径不同，但是，其生物学特性是相同的。 从整个生物发展史来看，生命通过化学演化过程，实现最初起源之后。生物的生存与进化发展在相当长的时期，

11、始终是局限在海洋环境之中的。在海洋环境中，通过生物合成与转化过程产生的有机生命物质，将会被海洋环境中生存的异养生物：这里主要是指低等、异养腐生生物，作为其生存的营养物质而被完全占有。从而制约海洋环境中，通过生物合成与转化过程产生的有机生命物质，再度向生命的演化过程。作为制约生命再度起源的一种因素：低等、异养腐生生物，在海洋生物登陆发展之前，其生存与发展始终是局限在海洋环境之中的，并没有扩展到陆地环境中去。在这期间，陆地环境始终保持着“净土一片”而没有任何生机。就是由于某种自然因素的影响，使海洋生物转移到陆地上来，如：长潮、龙卷风、地壳变动等，“ 登陆”的海洋生物也无法在陆地环境中长时间生存。因

12、为海洋生物由水生到陆生将会经历一个漫长的进化过程 。 登陆生物本身在形态结构和生理功能上，也将会发生很大的变化，以适应复杂多变的陆生环境 。 从生物进化角度来看，大量的化石研究充分证明，大规模的海洋生物登陆发展在时间上，大约发生在寒武纪初期（距今约六亿年）到泥盆纪早期（距今约四亿年）之间。从海洋生物登陆的先后来看，海洋中的自养生物的登陆发展，在时间上应早于异养生物。这里主要是因为，只有自养生物登陆发展之后，一方面为异养生物提供了足够的食物。再者大气中氧的含量不断增加，臭氧层的逐渐形成，为异养生物登陆后的生存和发展提供了一个保护伞。在海洋生物登陆发展的初期，海洋中的低等、异养生物，在其还没有登陆

13、发展之前，在陆生环境中，通过生物合成产生的有机生命物质，将会不断积累。生物合成的有机物质的积累，同时会随 （2）着自养生物在陆生环境中，由沿海向内陆，由低海拔向高海拔生存空间的不断扩展而大规模的增加。 在海洋生物登陆发展初期的陆生环境中，通过生物合成的有机物质的大规模积累，将会通过三种主要途径被转化。第一种途径是作为陆生环境中，生命再度起源的物质基础；第二种途径是作为地球上，能源矿产(煤、石油、天然气）形成的物质基础的一部分；第三种途径是作为海洋中的异养生物登陆之后，生存与进化发展的物质基础。另外，海洋生物登陆发展的初期，由于物质循环在陆生环境中还没有完全建立，因而，当有机物质再陆生环境中不断

14、积累时，大气中氧气的含量将会相对增加，二氧化碳的含量将会相对下降。在陆生环境中有机物质的积累与分解不稳定、也不平衡。大气中二氧化碳的增加与减少是不断波动的，其总趋势是减少的。大气中二氧化碳的波动，将会导致大气温度的波动。大气温度的波动可能是地质学上，冰川的形成与消退的主要原因之一。二、存在生命再度起源的自然环境 地球表面是由海洋和陆地二部分组成。原始海洋是生命化学演化的中心。现在已经清楚“具有高度反应的活性分子，虽然是在气相中生成，但是它们都是在水溶液中发生化学反应。因为，所有的生命物质都涉及液相。”另外，海洋在生命发生的过程中还具有庇护作用，它能够阻止来自宇宙中的各种有害射线进入到海洋深处。

15、从而有利于海洋环境中有机生命物质向生命的演化。 原始海洋是生命最初起源的摇篮。但是，生命最初起源之后，海洋环境中的异养生物：低等、异养腐生生物，作为制约生命再度起源的一种因素的存在，从而阻止了海洋环境中，通过生物合成与转化而来的有机生命物质向生命的进一步演化。使海洋环境中不再具有生命再度起源的可能。然而，陆地作为整个地球环境的一部分，虽然在生命最初起源时，不适于生命的起源。但是，随着整个地球环境的不断变化，在海洋生物登陆发展的初期，陆地将成为生命再度起源的第二个摇篮。首先，在陆地环境中，由于地壳变动趋于相对稳定，火山、地震的发生，在数量上大量减少、在强度上逐渐减弱。以及水在“海洋-陆地-空中”

16、形成了稳定的循环运动，使得陆地环境不再像早期那样干热缺水。虽然水在陆地环境中不象海洋那样富有，但是，陆地上具有相对稳定的水环境：池塘、湖泊、温泉等普遍存在着；其次，大气中臭氧层的逐渐形成，从而更好的阻止了来自宇宙空间中的，各种有害射线对地球表面的辐射。臭氧层的形成，一方面为海洋生物的登陆发展提供了庇护作用，另一方面为陆生环境中，有机生命物质向生命的演化创造了条件。自然环境中氧分子的存在，是影响有机生命物质存在的原因之一。从有关科研资料来看，海洋生物登陆的初期，大气中氧气的含量比现在低得多，大约占现在大气中氧气含量的1%，即：巴斯德点左右。海洋生物登陆发展的初期，大气中氧气浓度较低，不仅有利于有

17、机生命物质的存在，而且有利于生命的再度起源。第四，细胞生物是生命最初起源与进化发展的产物。对于生命再度起源而言，结构较复杂的细胞生物本身，可以被视为一种特殊的生存环境。不过，这种特殊环境在生命最初起源时并不存在三、存在生命再度起源的生命体 当生命起源的基本条件都已具备之后，在自然环境中，生命是如何由有机生命物质演变成，具有生命活性的生命体的，这是一个有待于进一步通过实验，进行科学探究的问题。 笔者认为，生命的发生是多源的。不管是生命的最初起源，还是生命的再度起源，有机生命物质向生命的演化都是多源发生的。主要有三种基本类型：第一种是建立蛋白质和核酸共同存在的基础之上，具有膜质结构的、能够独自存在

18、并表现出简单生命活性的、多分子体系的生命体；第二种是建立在蛋白质和核酸共同存在的基础之上，无膜质结构、独自存在时不具有生命活性的、多分子体系的生命体；第三种是单独建立在蛋白质或核酸存在的基础之上，无膜质结构的、独自存在时不具有生命活性的，单一生命分子。如果我们把具有膜质结构、能够独自存在并表现出生命活性的， （3）多分子体系的生命体，称之为一种结构完整的生命体的话。那么，无膜质结构的、独自存在时并不具有生命活性的生命体和生命分子，则只能被称之为生命的“半成品”。笔者将生命体分成两类：无膜生物和有膜生物。无膜生物即非细胞生物，有膜生物即细胞生物。 自然选择决定生命存在的方式。生命的多源发生并不意

19、味着都能存在与进化发展，这是因为适者生存、不适者淘汰的自然选择法则决定的 。 就生命的最初起源而言，在原始海洋里多源发生的，原始生命体的存在与进化发展，只有建立在蛋白质和核酸共同存在的基础上，具有膜质结构，能够独立存在并表现出简单生命活性的，多分子体系的生命体，才能在自然选择的作用下得以生存和进化发展。而任何一种无膜质结构的，独自存在不具有生命活性的生命体，都将会在自然选择的作用下最终被淘汰掉。其主要原因是无膜质结构的生命体：“半成品”，在生命最初起源的原始环境中，并不具有某种特殊的环境庇护。 就生命的再度起源而言，通过生命再度起源所多源发生的生命体，不管是有膜质结构还是无膜质结构的生命体；是

20、能够独立生存的还是不能够独立生存的；是建立在蛋白质、核酸共同存在的基础之上，还是建立在蛋白质、核酸单独存在的基础之上，都有存在和发展的可能。这是因为，自然环境的改变为生命体的生存，提供了一个适宜的环境。另外，不断登陆发展的生物体，同样可以作为一种特殊的生存环境，为多源发生的生命体提供庇护。在自然选择的作用下，无膜生物，由于有特殊环境的庇护，要比早期有膜生物的生存能力强。现在的自然环境中，并不存在通过再度起源产生的有膜生物。有两种可能性：一是起源后，在同最初起源的细胞生物之间进行的生存斗争中被淘汰了。二是有机生命物质向生命的演化需要较长的时间，因而有膜生物在大规模的海洋生物登陆后还没有形成。建立

21、在蛋白质、核酸共同存在或单独存在基础之上的，无膜质结构的，独自存在时不具有生命活性的生命体。其存在与进化发展对生命最初起源的生命体寄生，是生物进化发展史上，物种大规模灭绝的原因之一。如：恐龙的灭绝，可能是再度起源的生命体寄生的结果等。 就自然环境中的生命体而言，非细胞生物与细胞生物之间存在着诸多差异。生命体的物质基础：细胞生物是建立在蛋白质、核酸共同存在的基础之上；非细胞生物有的是建立在蛋白质、核酸共同存在的基础之上，有的是建立在蛋白质、核酸单独存在的基础之上，而不同其它有机生命物质结合。生命体的结构：细胞生物是一类具有膜质结构的多分子体系的生命体；而非细胞生物是一类不具有膜质结构的生命体。生

22、命体的活性表现：细胞生物能够独自存在、并表现出生命的活性；而非细胞生物则独自存在时、并不能表现出生命的活性。生命活性就是指生命体的基本特征：复制、分裂、生长、新陈代谢等。生物的进化：细胞生物之间的存在着或远或近亲远关系，具有共同的起源。这一点可以从不同领域、不同水平，生物进化研究的结果得以说明。如 ：分子生物学的研究表明，不同生物细胞色素C的分子结构异同，与细胞生物之间亲远关系的远近成正比。另外，从古生物化石的研究，生物的生长和发育研究等，都能充分证明这一点。而非细胞生物，不管是在生物进化研究的哪个领域、何种水平，都无法将其纳入到细胞生物的范畴。因而，细胞生物是生命最初起源的生命体进化和发展的

23、产物 ；非细胞生物是生命再度起源的生命体进化和发展的产物。恩格斯说：“否定之否定是一个极其普遍的，因而极其广泛地起作用的，重要的自然、历史和思维的发展规律”。在经济领域中的：发展整顿发展的否定之否定。在思维领域中，实践认识实践、具体抽象具体的否定之否定。在天体演化中：星云天体星云的否定之否定。生命科学是自然科学的一个领域，同样遵循这一规律。生命科学中的：遗传变异遗传、卵虫卵、种子植物种子，生命物质生命生命物质的否定之否定，同其它事物的产生、存在和发展一样具有周期性。因而，笔者认为随着生命最初起源生物的不断进化和发展，建立在生物合成与转化基础之上的，在陆生环境中，有机生命物质向生命的演化，实现再

24、度起源是一种必然。 （4）参考资料：    1、美国 J.  阿亚摩夫 著  周惠民 译，生命的起源，科学出版社，1977                     2、生命的起源中国科学院图书馆编译，科学出版社，1973              3、李难 主编，生物进化论，高等教育出版社，1982