生命的起源与演化

1、生命的起源与演化【摘要】 进化论是用来解释生物在世代与世代之间具有变异现象的一套理论。从古希腊时 期直到19世纪的这段时间，曾经出现一些零星的思想，认为一个物种可能是从其他物种演 变而来，而不是从地球诞生以来就是今日的样貌。而当今演化学绝大部分以查尔斯达尔文 的进化论为主轴，已为当代生物学的核心思想之一。关键词：关于生命起源的学说生命进化历史关于生命进化的学说一、关于生命起源多种学说（一）上帝创造生命说创造论否认一切的事物是自然形成的说法。它认为哪怕是正在呼吸的空气，也是需要被 创造才得以产生。目前人类正在面临各种自然资源枯竭,生态平衡被破坏而带来的各种灾难 的情况下，对大自然的驾驭更是感到无

2、能为力。人类无能为力的时候，还能做什么呢？唯有 依靠神。这不是愚昧，而是人的本能就是这样。在圣经上说，“起初，神创造天地。”。 人类是否真的与上帝有着密切的关系恐怕只有到上帝来审判这个世界的时候才能知晓。我们 不能否认创造论，因为目前还没有什么科学可以证明它是否是真正的真理。（二）生命来源于宇宙宇宙胚胎说生命必须的酶，像蛋白质和遗传物质的形成一样，需要数亿年的时间，一些化石上所记载 的生命物质诞生于35亿年前.20世纪40年代以来，人类用天体物理的手段，在地球之外 探测了近百种有机分子,像甲醛、氨基酸等.在一些降落到地球上的陨石中也发现了含有组成 生命的有机分子,在一些被称为“脏雪球”的慧星中

3、不仅含有固态的水，还有氨基酸、乙醇、 嘌吟、嘧啶等有机化合物，生命有可能在慧星上产生而被带到地球上。（三）自然发生说又称“自生论”或“无生源论”，认为生物可以随时由非生物产生，或者由另一些截然 不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫，鱼枯生蠹”、亚里士多德说的“有些鱼 由淤泥及砂砾发育而成”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼，落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发 生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。 在西方，亚里士多德（公元前384公元前322年）就是一个自然发生论者。有的人还通过 “实

4、验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让 他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。19世纪时，法国微生物学家巴斯德（LouisPasteur）（1821-1895.9.25）发现，将肉汤置于 烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物； 但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。巴斯德认为， 肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论” 奠定了坚实的基础。1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然 发生说

5、。（四）宇宙生命说这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙间的其 他星球，即“地上生命，天外飞来”。这一假说认为，宇宙太空中的“生命胚种”可以随着 陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最初的生命起点。现代科学研究表明，在已发现的 星球上，自然状况下是没有保存生命的条件的，因为没有氧气，温度接近绝对零度，又充满 具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等，因此任何“生命胚体”是不可能保存的。 这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了，同时这个假说对于“宇宙 中的生命又是怎样起源”的问题，仍是无法解释的。（五）宇生说这一假说认为，地球上最早的生命或构成生

6、命的有机物，来自于其他宇宙星球或星际尘 埃。持这种假说的学者认为，某些微生物抱子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球，从而 使地球有了初始的生命。但我们知道，宇宙空间的物理条件，如紫外线等各种高能射线以及 温度等条件对生命都是致命的，而且，即使有这些生命，在它们随着陨石穿越大气层到达地 球的过程中，也会因温度太高而被杀死。因此，像微生物抱子这一水平的生命形态看来是不 大可能从天外飞来的。但是，一些学者认为，一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空 间。1969年9月28日，科学家发现，坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18 种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。科学研究表明

7、，一些有机分子如氨 基酸、嘌吟、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生，这些有机分子可能由彗星或其陨石带 到地球上，并在地球上演变为原始的生命。（六）热泉生态系统说生命的起源可能与热泉生态系统有关，这是20世纪70年代以来，部分学者提出的观点。 20世纪70年代末，科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉，在这些 热泉里生活着众多的生物，包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群 落生活在一个高温（热泉喷口附近的温度达到300 C以上）、高压、缺氧、偏酸和无光的环 境中。首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物（如H2S）所得到的能量去还原 CO2而制造有机物，然后

8、其他动物以这些细菌为食物而维持生活。迄今科学家已发现数十 个这样的深海热泉生态系统，它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。热泉生态系统之所以与生命的起源相联系，主要基于以下的事实：（1）现今所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中，这种环境与 热泉喷口附近的环境极其相似；（2）热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，与地 球形成时的早期环境相似。由此，部分学者认为，热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续 提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉 生态系统是孕育生命的理想场所

9、。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后就 蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在深海喷口附 近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的， 但却是现存所有生物的共同祖先。（七）化学进化与细胞的形成生命的起源必然是通过化学途径实现的恩格斯多数学者把细胞生命看作是真正的生命，细胞生命出现之前是化学进化，细胞生命出 现之后是生物学进化，借以与尔后发生的生物进化相呼应。1、米勒模拟原始地球大气试验对于从无机分子到有机分子的转变，美国芝加哥大学研究生米勒的实验能够典型地说 明.1953年，米勒在其导师尤利指导下，模拟在原始地

10、球大气中产生有机物（特别是氨基酸） 的实验，以论证生命起源的化学进化过程.实验结果:得到20种小分子有机化合物，其中有11 种氨基酸.这11种氨基酸中，有4种氨基酸甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸，是天然 蛋白质中所含有的.1961年.美国生物化学家奥罗，把氰化氢和甲醛加入原始大气中，实验结果除了得到氨 基酸外，更绝妙的是，他还成功地得到腺嘌吟、核糖和脱氧核糖，得到了构成生命核酸的零件.所有这些与生命有关的原料，作为不可缺少的化学物质，在早期地球上都存在。2、奥巴林“团聚体”假说前苏联著名生物化学家奥巴林的“团聚体”假说显得非常有意义，他把这种“团聚体” 视为前细胞的生命模型。3、福克斯类蛋

11、白微球体假说福克斯发现当把类蛋白放到稀盐酸溶液中加热溶解，等冷却后，类蛋白会缩到一起，形 成无数类似细胞样的球状小体，福克斯把它称作类蛋白微球体。细胞膜的形成，标志着原始生命转变为原始细胞形态的生命。二、生命进化的历史（一）从单细胞到多细胞生物细胞按形态结构的不同可以分为两类：原核细胞和真核细胞。原核细胞结构比较简单，个体较小.它的主要特征是：细胞中的遗传物质是裸露的DNA 分子,它们分散在细胞质里或集中在核状体部位，没有核膜和核的结构。真核细胞的形态结构比较复杂，它的遗传物质除了 DNA外，还有RNA和蛋白质，形成了结 构复杂的染色体，并集中在由核膜包裹着的细胞核中。（二）寒武纪生命大爆发在

12、距离现在5亿-6亿年内，地球上出现过一次生命大爆发，有成千上万种多细胞的生物出 现.由于这次生命爆发的时间是被地球学家叫作“寒武纪时代”，所以人们又称之为“寒武纪 生命大爆发”。在寒武纪生命大爆发后2亿多年的时间里，三叶虫依然是生活得最成功的动物。（三）鱼类世界的诞生最初出现的鱼叫甲胄鱼，它们中的大多数身体的前端都包着坚硬的骨质甲胄形似鱼类，但没 有成对的鳍，活动能力很差.（四）植物的演化蓝藻是海洋中最早的单细胞生物之一.（五）动物登陆距今2.3亿年前，由于地球气候温暖，食物充足，爬行类动物逐渐繁盛起来，种类越来越 多.它们不断地分化成各种不同种类的爬行动物，变成了今天的龟类、鳄类、蛇类、蜥蜴

13、类、 哺乳动物等。（六）人类的诞生由于劳动，手便得到进一步的发展和改善，同时，也引起了身体其他器官的变化，特别是 大脑得到高度的发展.在劳动过程中，产生了语言和意识，建立了社会.于是，劳动使森林古猿 演变成了人.三、关于生命进化的学说（一）拉马克进化论思想1、物种是可变的。包括人在内的一切的种都是由其他物种演变而来，而不是神创造的。只 是物种变化的缓慢的人的寿命是短暂的。2、生物是从低等向高等转化的。如果将生物按照相互关系排列起来，就能得到从低等向高 等的连续系列。3、环境变化可以引起物种变化。环境变化直接导致变异的发生以适应新的环境。4、用进废退和获得性遗传，这是拉马克论述进化原因的两条著名

14、法则。用进废退即经常使 用的器官发达，不使用就退化。获得性遗传是环境引起或由于废退化引起的变化是可遗传的。（二）达尔文的进化论思想达尔文于己于1859年出版了物种起源，提出了以自然选择为机制的进化学说，成为生物学 史上的一个转折点。他认为，生物之间存在着生存斗争，适应者生存下来，不适者则被淘汰，这就是自然的选择。 生物正是通过遗传、变异和自然选择，从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多地进化 着、发展着。以上三点，就是我们常听到的“物竞天择，适者生存”，现在基因学诞生之生， 为此提供了重要的证据，事实上，物竞天择，竞的是“基因”。（三）居维叶的灾变论居维叶是19世纪法国著名的地质学家古生物学家,是灾变论的主要代表。他认为在整 个地质发展的过程中，地球经常发生各种突如其来