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真实地球如何变成生物(地球是怎么变成的视频),关于《真实地球如何变成生物(地球是怎么变成的视频)》的内容介绍。
地球上的生物是怎么来的 地球上的第一个生物,许多人认为是病毒一类的非常简单的生物,他只是有核酸和蛋白质外壳组正的物质。 而组成他的是基础的生物大分子,它是由自然界中的无...
地球上的生物是怎么来的
地球上的第一个生物,许多人认为是病毒一类的非常简单的生物,他只是有核酸和蛋白质外壳组正的物质。
而组成他的是基础的生物大分子,它是由自然界中的无机分子在一定的条件下偶然形成生物小分子,进而发展而来的,从此地球上有了生命,下面是详细的介绍:
神秘的生命起源
那是在大约50亿年前,宇宙中一团弥漫的缓缓转动的气体尘埃云形成了原始太阳系。到了47亿年前,原始太阳系里一些气体尘埃云又凝聚形成了最初的地球。刚刚诞生的地球十分寒冷、荒凉,没有结构复杂的物质,当然也不会有生命。生命是随着原始大气的诞生开始孕育的。
在早期太阳系里,一些处于原始状态的天体频繁和幼小的地球相撞,这一方面增大了地球体积,另一方面运动的能量转化为热能贮存在了地球内部。撞击不断地发生,地球内部蓄积了大量热能。地球的平均温度高达摄氏几千度,内部的金属和矿物变成了融融的炽热岩浆。岩浆在地球内部剧烈运动着,不时冲出地球表面形成火山爆发。在原始地球上,火山爆发十分频繁。随着火山爆发,地球内 部一些气体被源源不断地释放出来,形成了原始大气。不过,这时的地球上仍然没有生物分子。
在以后的岁月里,由于日积月累,原始大气中的水蒸气越来越多,地球表面温度开始降低。当降低到水的沸点以下时,水蒸气就化作倾盆大雨降落到了地面上。倾盆大雨不分昼夜地下着,形成了最初的海洋,这为生命的诞生准备了摇篮。
那时地球表面的温度仍然很高,到了大约36亿年前,海水的温度已降为80℃左右,然而在此之前,原始生命就已悄悄孕育了。
生命的诞生与原始大气十分有缘。据推测,原始大气的主要成份是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气、氨气。这些简单的气体分子要想成为生物分子,就必须变得足够复杂。合成复杂物质是需要消耗能量的。
值得庆幸的是,在原始地球上有各种形式的能量可供利用。首先,原始大气没有臭氧层,阳光中的紫外线可以毫无顾忌地进入大气,这为地球带来了能量。其次,原始大气中会出现闪电,闪电是一种能量释放现象。再次,原始地球上火山活动频繁,火山喷发可以释放大量热量。
简单的气体分子在吸收了能量之后,它们会变得异常地活泼,进而产生化学反应,形成复杂的(生命)物质。美国的科学家米勒是第一位模拟原始地球的大气的条件,成功地合成出复杂(生命)物质的科学家。
第二集 生命怎样诞生
米勒设计了一套玻璃仪器装置。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球的大气,主要有氢气、甲烷和氨气。在实验过程中,需要把烧瓶里的水煮沸,这模拟的是原始海洋里的蒸发现象。球形的电火花室里外接有高频线圈,使电极可以连续火花放电,这模拟的是原始地球大气中的放电现象。放电进行了一周,让米勒惊喜的是,实验中产生了多种氨基酸。
氨基酸和核苷酸是动植物体内普遍存在和最最重要的两种生物小分子,它们是建造生命大厦的砖块和石头。
由不是生物体基本结构单元的无机小分子演变为生物小分子,这无疑是生命进化过程中至关重要的一步,但是呢,由于生物小分子毕竟过于简单,只有它们演变成更为复杂的生物大分子之后,才能导致生命的诞生。
在原始地球上,自然合成的氨基酸和核苷酸随雨水汇集到湖泊海洋里。矿物粘土把这些生物小分子吸附到自己周围,在铜、锌、钠、镁等金属离子催化下,许多氨基酸分子通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是蛋白质分子。同样,许多核苷酸分子可以通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是核酸分子。
核酸是生物的遗传物质,生物体生长、繁殖、行为和新陈代谢的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列顺序中,可以说,每一种核苷酸排列顺序都是一篇记录着生命信息的文章,书写的文字就是核苷酸。核酸是生命的信息分子,对于生命是绝对重要的。然而核酸的功能却是通过蛋白质来实现的,就连核酸本身的复制都需要蛋白质参与。
原始地球的湖泊海洋里出现了核酸和蛋白质以后,也许有人认为生命从此就诞生了,因为自然界中一些病毒就是由核酸和蛋白质组成的,而类病毒就更是简单得可怜,只是一个核酸分子,这个核酸分子能侵入植物细胞并使植物得病,马铃薯纺锤状块茎病就是这种类病毒感染的结果。
病毒和类病毒只能在活细胞内生存繁殖,至于是不是一种生命形式,目前还存在争议。
生物为了适应环境,在进化过程中,它必须从简单到复杂、从低级到高级这样一个过程当中进行演化,而一个简单的分子,在传宗接代过程中是无能为力把其它物质聚集在自己周围的,它必须形成具有一定结构的复杂形态的实体。
在原始海洋里,随着时间推移,自然合成的生物大分子浓度越来越高,最终形成了具有一定形态结构的分子实体,并进一步进化为最原始的生命。
第三集 遗传物质的进化
众所周知,核酸是当今地球上所有生物的遗传物质,它携带着生命信息,又能自我复制。核酸有两种:一种是核糖核酸,又叫RNA,在RNA病毒和类病毒中,RNA携带着全部生命信息;另一种是脱氧核糖核酸,又叫DNA,它是目前绝大多数生物的遗传物质。
种种迹象表明,原始地球上首先出现的复杂分子可能是RNA,为什么这样说呢?
首先,RNA分子比较简单,只有一条链,DNA分子却很复杂,有两条链,按照进化规律,简单的分子总是最先出现。其次,DNA分子自我复制时离不开酶,酶的本质是蛋白质,在原始地球上,在蛋白质没有产生以前,DNA分子是无法完成自我复制的,然而有些RNA分子本身就有酶的活性,在原始地球条件下,即使没有蛋白质,RNA也可以完成自我复制。
在生命起源中,RNA先发生的学说能够被科学界更多的学者所接受,但是要想真正地证明RNA是最早发生的遗传物质,还存在很多的问题,最大的问题是,要想在模拟原始的条件下合成RNA非常困难。
长期以来,人们总以为只有核酸才是遗传物质,近年来生物学家发现,疯牛病、疯羊病的病原体是朊病毒,朊病毒的本质是蛋白质,可以自我复制,这启发人们,蛋白质也可以作为遗传物质。
其实,和核酸一样,蛋白质的分子结构十分规则,而且也有螺旋结构。科学家长期研究后发现,蛋白质完全具备遗传物质的条件,能够贮藏、复制和传递生命信息。
我们知道,蛋白质是由氨基酸组成的,通过氨基酸和氨基酸配对,可以把遗传信息传递给下一代。
通过实验,刘次全研究员提出了氨基酸的配对模型,并且在此基础上,绘出了一张很有特铯的遗传密码表。
在原始地球上,最早能够进行自我复制的分子可能是蛋白质,那时的蛋白质既能贮存或传递遗传信息,又能执行特定的生物学功能。
对于原始生命来说,蛋白质的这种性质是十分经济的,后来随着生命进化,蛋白质贮存或传递遗传信息的功能交给了RNA,然而RNA不够稳定,随着生命继续进化,又出现了DNA,DNA是后来才出现的遗传物质。
DNA作为遗传物质的好处是:第一,DNA的某些部位与RNA相比,少了氧原子,氧原子是非常活泼的,这样DNA更加稳定,能够更好地保存生命信息,第二, RNA是单链,如果受到损伤,生命的信息势必丢失,DNA则是双链,一条链发生损伤后,可以根据另一条链进行修复,生命信息不易丢失。
因而,今天地球上的生命选择了DNA作为遗传物质,这也是生物在自然界中长期进化的结果
不过在还没有发现地外生物之前还不能确定地球的生物到底是偶然产生还是必然产生。
地球上是怎么形成生物的,初始生命体是什么?
从古至今,有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说,中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪,伴随着达尔文《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实,米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢?那就是在早期,地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈,比如说甲烷、氨气、水、氢气,还有原始的海洋,当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸,而这多种氨基酸,在常温常压下,它可能在局部浓缩,再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类、以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕发成生命,这就是米勒描述的生命进化的过程。
地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间,但是我们应该清醒的明白,我们距离揭开生命起源这一亘古之谜,还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物,到有机化合物到有机生命体的演化,同时还具有很多的偶然性,并不是有这种环境,有这种形成条件,它就能产生生命。有人曾经比喻说,这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有,塑料、塑料瓶子、铁,废弃金属、油,而生命,一个单细胞,就像一辆精美的奔驰车,在一阵台风过后,这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象,这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此,也许我们在这个蓝铯的星球,是生命的惟一的乐园,因此请保护我们的地球,珍惜地球上的生命,我们不能奢望地球上第二次的生命起源。
地球是怎么有生物的
宇生说
假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物来自其他宇宙星球或星际尘埃——某些微生物孢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。
热泉生态系统
20世纪70年代以来,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现数十个深海热泉生态系统。这里生活着包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落,它们生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。这些化能自养型细菌能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,然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。
化学起源说
这一假说被广大学者普遍接受,假说认为地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步步演变而成。分四个阶段:一是从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的;二是从有机小分子物质生成生物大分子物质;三是从生物大分子物质组成多分子体系;四是有机多分子体系演变为原始生命。
地球是怎样诞生并创造生物的
1.生物是怎样诞生的?
从生命的起源说起,也就是无生命的无机物如何演化成生命体,前普遍接受的是化学起源学说:原始大气中有氮,氢等气体,在雷电高能作用下,产生简单的化合物,氨基酸----组成蛋白质的基本单位.进一步合成蛋白质,核酸等组成生命的大分子.始生命的出现成为可能. 蛋白质,核酸大分子组合在一起,也就形成了地球上最早的生命体.
2.生物进化的机制是什么?能找到具体的进化证据吗?
生物究竟是如何通过自身变化,特别是遗传上的改变,实现对环境的稳定适应,是生命科学研究的重要问题。科学家们发现,许多基因是由原有的基因通过基因重复而演变形成的。例如,在人类基因组3万多个基因中,有近一半的就是由基因重复形成的。按照进化理论推断,一部分重复基因可能会产生新的功能,有助于生物对环境的适应。可是,功能上的变化具体是如何发生的? 这些新基因真的促进了生物对环境的适应吗?
中美科学家为回答上述问题,选择旧大陆猴的一个亚科枣疣猴亚科作为研究模型。因为该类动物的特殊性在于它们以树叶为主要食物,食物在其前肠通过共生的细菌发酵消化,它们通过各种酶(包括胰核糖核酸酶)消化细菌而获得营养。
经与其它十多种灵长类动物及人的胰核糖核酸酶基因进行比较,他们发现叶猴中有两个基因拷贝,而其它灵长类动物及人中都是单拷贝。这两个基因拷贝有什么奥妙吗?
进一步研究发现,基因的重复大约发生在400万年前,但疣猴类食叶特性形成于1000万年前。有趣的是,基因重复发生后,只有1个基因发生了快速的改变。并且其变异不是随机的,而呈现明显的方向性。通过理论计算和功能研究, 他们确定,由于受到适应性选择的作用,基因发生了适应性进化。
基因重复后,两个基因发生了功能上的分工,大大提高了工作效益,促进了叶猴对环境的适应。
科学家对新基因功能产生的进化动力存在激烈的争论:一些学者认为促进新功能的适应性选择作用很大, 另一些学者则认为释放维持原有功能的选择压力意义更重大。他们的研究证明,在叶猴胰核糖核酸酶中,两方面的作用都必不可少:基因的重复释放了其中一个拷贝中维持原有功能的选择压力,提供了进化的原始材料;而食物环境的变化提供了适应性选择的动力,推动形成效益更高的新酶。新酶的形成又进一步促进了动物对环境的适应能力。
虽然现在国际上对适应进化的研究十分重视,但一般的研究都主要依赖于理论计算,很难进行试验上的验证。这项工作通过理论计算与试验相结合,向我们展现了生物进化的机制。
这项工作得到了中国科学院知识创新试点工程重要方向项目,国家自然科学基金和密西根大学的部分资助。
地球上的生物是怎样形成的
大约30亿年前,大雨停止后,地球进入了另一个发展阶段。地球的原始大气中含有氨(NH3)、甲烷(CH4)、氰化氢(HCN)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、水(H2O)等成分,但没有游离的氧气,大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性物质溶于水中,在宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小分子有机化合物,例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,汇集在原始海洋中,形成霍尔丹所谓的“原始汤”,从而为生命的诞生准备了必要的条件。其中具有四价键的碳,特别能同其他元素结合而形成多种物质。现在约有2000种以上的有机化合物中都含有碳(现在已知各种有机化合物约200万种)。如果没有碳的存在,也就没有生命的诞生了。近几十年来,科学家曾用射线辐射具有与海洋的原始撎酪簲成分相似的混合物,由此产生了少量的在生命的基础物质中也具有的有机分子。当氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等有机小分子物质形成之后,在适当的条件下,它们可以进一步形成复杂的有机物质。例如蛋白质、核酸、多糖、类脂等大分子物质。其中蛋白质和核酸的形成对于生命现象具有非常重要的作用,对于它们的形成主要有两种观点:(1)陆相起源。他们认为聚合反应是发生在火山的局部高温地区,聚合生成的生物大分子经雨水冲刷汇集到海洋,并在一定的条件作用下,继续发展成为复杂的有机物质;(2)海相起源。认为在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有机物可以被吸附于粘土一类物质的活性表面,而在适当缩合剂(如羟胺类化合物)存在时,可以发生聚合反应。生物大分子并不能独立表现生命现象,只有形成了众多的、乃至成百万的已蛋白质、核酸为基础的多分子体系时,才能表现生命萌芽。而生物大分子在溶液中自动聚集,从而形成各种独立的多分子体系,出现团聚体或微球体。由于多分子体系可以起到有机表面的催化作用,而反过来作用于各类单体的聚合,促使产生更高级的蛋白质和核酸,然后通过有序性逐渐提高的长期过程,其结构、机能便愈益复杂和完善,由此产生出原始生命。
地球的原始生命是如何诞生的?
仍属未解之谜。尽管科学家已经证实简单无机物在原始地球环境中能形成有机物,但是蛋白质和核酸如何联合形成生命仍未破解。不过从生命诞生到地球生机勃勃却能大体解释。
通过地质遗存信息,是能够分析原始地球大气、水体和岩石圈环境的,分析原始地球大气组成,因此以现代技术可以模拟原始地球环境来验证生命的起源问题。具体做法是米勒尤里试验,在一个玻璃容器中充入氨气、甲烷、二氧化碳、氢气,以电火花模拟大气中的闪电,以盐水模拟海水,通过不断地对盐水加热,水蒸气进入储存模拟大气的容器中,在电弧的催动下这些简单的物质可以缓慢地反应,而它们又被冷凝的水蒸气带入“海洋”中。
分析证实,在这个试验中,简单有机物中成功地出现了有机物,延长反应时间的话,还会产生一些构成核酸或者蛋白质的物质,至少证明从无机物到有机生命是可能发生的。只不过科学家们发现,这种实验中产生的一些氨基酸有很多不是构成生物的主要氨基酸,而且目前仍没有揭示出最早蛋白质和核酸是怎么相互作用,然后构成了更为神奇复杂的生命。
生命如何诞生是个谜题,但是接下来地球生命从寥寥无几到遍布地球却有很好的解释办法——以自然选择为基础的进化观。进化论诞生于达尔文时代,以对自然现象的观测结论证实生物的性状受环境影响,能够使同一物种在不同的环境中形成不同的性状,自然选择未生物进化提供了动力。至今已有大量证据证实进化论的正确,进化也不再是假说,而已经是无法否认的事实。
自然选择的生物进化观认为,生物有很强的繁殖能力但是能活下来的数量却要大打折扣,而且其中部分个体会从上一代获得变异基因,那么活下来的那些生物具有的基因相对来说对生物的生存更有利。提出了两个关键的问题:生物种群和可遗传的变异。自然选择虽然选择的是生物个体,但是最终作用的是生物种群,环境的隔离又使得生物隔离,导致了基因交流的减少,最终的结果就是分化的两个种群间的基因差异越来越大,新物种诞生。
地球演化历史也十分漫长,现在的证据现实在37.7-42.2亿年前就已经有生命存在,而地球环境也是复杂多变的,高原、冰川、陆地、深海,每个类型中又有温度、压力、盐度等区别,因此适应环境的物种种类最终也变得十分多样,目前的科学界已经绘制了自生命诞生到现在的进化树,不过目前也只是暂时地、大体地这样划分,因为越是深入研究就越是有一些看起来反常的生物现象,可能导致以往结论的不准确,但是进化的思想一直保留着且很难动摇。