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地球原始生命是怎样诞生的？ 地球上蛋白质和核酸的出现，标志着化学演化已经进入了一个重要阶段。作为一个基本事实是，有了蛋白体，生命也就诞生了。生命的诞生，是地球开天辟地以...
地球原始生命是怎样诞生的？
地球上蛋白质和核酸的出现，标志着化学演化已经进入了一个重要阶段。作为一个基本事实是，有了蛋白体，生命也就诞生了。生命的诞生，是地球开天辟地以来的大事件，是地球上非生命物质向生命物质转化的里程碑。
蛋白质和核酸虽然都是重要的生物大分子，但不能说是活的。只有蛋白体才称得上生命。蛋白体是一个由蛋白质和核酸组成的多分子体系，它具有形成“相”的能力，用自己的表面与原始海洋的水分开。但它又以开放系统的形式和环境发生相互作用。蛋白体具有2大特征：①它与无机界中的总倾向熵值增加相反，具有减少熵值的特性。蛋白体中分子和无机界中分子的无规则的热运动不同，它具有规则化秩序性。蛋白体的减熵或秩序性是靠源源不断地从外界补充物质、能量、信息来维持的，或者说是靠蛋白体从环境中吃进负熵来维持的。其实这种过程用生物学的语言来表述就是蛋白体的新陈代谢，即蛋白体与环境进行物质与能量的交换。如果这种交换一旦停止，蛋白体的多分子体系从有序变为无序，熵值就会增大，蛋白体也就解体。所以说新陈代谢乃是蛋白体第一个重要的特征。②蛋白体在新陈代谢的基础上自我保存，自我再生或自我繁殖的能力。
从蛋白质和核酸到蛋白体似乎只需迈出一步，但这一步在自然发生的过程中，却是显得步履维艰。原始海洋虽然在相当长的时期内，积累了丰富的有机物。如氨基酸、核苷酸、卟啉、核酸和蛋白质等，其含量可能达到1％，但即使这样高的浓度，蛋白质和核酸的多分子体系还不能形成。那么，蛋白体到底是怎样形成的呢?关于这个问题，目前还存有不同的解释。一种是通过蒸发作用、冷冻作用或黏土的吸附作用，使蛋白质和核酸得到浓缩，在浓缩的过程中，蛋白质和核酸相互作用，建立某种关系，然后再由已形成的膜把它们包围起来，形成多分子体系，这种解释缺乏实验根据，令人难以置信。当然通过浓缩途径来加速蛋白质与核酸相互作用这一点还是可取的。
另一种解释是类蛋白微球体学说，这是美国学者福克斯等提出的。他认为类蛋白在热地区聚合成功以后，遇到雨水的冲刷，进入原始水域时，会聚集成为大小一致的微球体。类蛋白变成微球体的过程，就像下汤圆那样简单。由模拟实验得到的微球体外表很像细胞。它们大小一致；具有双层结构的外膜，借以与水分开。它们还有新陈代谢的现象，而且能像酵母菌那样进行出芽繁殖，但微球体并不含有核酸。于是福克斯等认为，生命起源先形成微球体，然后由微球体为核酸后来的发展提供了独特的环境。
再有一种解释就是著名的团聚体学说了。根据胶体在水中凝聚成团聚体的现象，苏联学者奥巴林提出，团聚体是生命起源最初模型的设想。奥巴林通过实验用天然蛋白质、核酸、多肽和多核苷酸溶液在一定的温度和酸度的条件下，分离出了团聚体。这种团聚体也有代谢现象，加入叶绿素还具有微弱的光合作用的能力，而且也会生长、繁殖。据此，奥巴林等认为，团聚体的形成过程是最早的多分子体系形成的合理过程。有人曾在研究数百米至数千米处的海水时，用电子显微镜观察到类似团聚体的结构。
最初形成的多分子体，可以是多种多样的。这些多分子体系大多和现在的生命类型不同，有的只含有蛋白质分子，就像福克斯所制备的类蛋白微球体那样；有的是由蛋白质和类脂或者蛋白质、多糖和类脂组成的多分子体系。当然其中也有蛋白质与核酸组成的多分子体系。最初所有这些生命类型都有发展能力，只是在以后的发展中才显示出高低来。
蛋白质和核酸组成的体系很像现在的病毒，也许它们的分子量可能还要比现在的病毒小些。它们应该是非细胞形态，蛋白质在外，核酸居中，很像元宵，我们不妨称它们为原病毒。它们生活在“原始海洋”中，最初的细胞是由这类原始的、自由生活的原病毒演变成的。现今的病毒只是未变的原病毒的后裔，在细胞出现后，它们发展成了适应寄生生活的类型。按照这个假设，噬菌体该是病毒中最原始的类型；其他病毒则是随着更高寄生生物出现，由此逐渐转移演变而来的。但是有不少人认为病毒是退化生物，是由细菌逐渐退化而来的；还有人认为病毒是逃逸生物，是细胞内逸出的染铯体物质或核酸片段。按照这两种假设，非细胞阶段生命类型看来已绝灭，没有留下后代。
原始海洋中的有机物十分丰富，“居民”极为稀少。所以，原始生命好像生活在水栖乐园那样，不愁“吃”、“喝”，自由自在。但随着各种各样的原始生命类型的形成和繁殖，原始海洋中的矛盾也就日益尖锐了。首先多分子体系大量消耗吞噬现成的有机小分子。随着有机物的减少，多分子体系之间也开始角逐。在长期自然选择过程中，蛋白质和核酸的生命类型，在它的内部多核苷酸和多肽之间出现了密码关系时，这种生命类型就能获得完善保存信息的能力。于是，蛋白质和核酸组成的生命类型以压倒的优势战胜了其他类型的多分子体系。
病毒
原始生命在斗争中完善，在斗争中发展。原始生命内部的核酸和蛋白质之间最初建立的密码关系一定是很简单的。随着生命的进化，核酸分子越接越长，关于这点可以从病毒到细菌再到高等动物的细胞中，DNA越来越长，遗传信息越来越多得到说明。另外在原始生命中，有的和现在病毒相似，它们或含有DNA和蛋白质，或只含RNA和蛋白质；有的原始生命与现在病毒不同，它们兼含DNA与RNA两种核酸和蛋白质。最初，很可能DNA、RNA均可与蛋白质建立密码关系，都可以指导蛋白质的合成。只是DNA分子具有稳定的双螺旋结构，在自然选择中它最有利充当遗传物质的角铯，所以在现今的生物中，除病毒外，遗传大权都由DNA独揽了。
原始生命是非细胞形态，它们自己不会制造有机物，加上大气中没有氧，所以它们过着异养(吃现成)和厌氧的生活。经过长期演化，大约在距今35亿年前，原始生命内部结构逐渐复杂化，并且形成了细胞膜，在自己外围筑起了一道界膜。由于这层特殊结构，有效地控制了物质的进出，让养料流入，废物排出，使原始生命转化为原始细胞。“随着第一个细胞的产生，整个有机界的形态形成的基础也产生了”。我们看到的现代生物都是以细胞形态存在的。即使是非细胞形成的病毒也必须侵入细胞才能繁殖，细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元，也是生命史上的一个巨大创新。
原始地球上没有游离氧，大气圈中也没有臭氧层，紫外光能长驱直入。这种条件有利于原始地球化学化，有利于有机物的积累，有利于生命的起源。生命一旦形成以后，紫外光就会杀伤生命，而且原始海洋中的有机物也会被耗尽。长此以往，厌氧、异养的原始生命的发展便要受到限制。可是天无绝“命”之路。化学演化中早已合成了叶绿素的核心卟啉环。生命具有无限的变异潜力，在厌氧的生物中发展出一种含叶绿素的蓝藻。它们利用光能进行光合作用，把无机物直接合成有机物。从此，生命自己解决了“粮食”问题。
光合作用产物之一——氧，使大气圈逐渐产生了臭氧层。臭氧屏障，阻止了紫外辐射，保护了生命。光合作用产生的氧，还促使还原性大气向氧化性大气转化，从而使生物由无氧酵解向有氧氧化发展，大大提高了生物能量代谢的效率。
自养生物利用光能把水、二氧化碳和氨盐合成了糖和蛋白质等有机物。异养生物通过吃自养生物又把有机物分解成水、二氧化碳和氨盐等，从此生物界出现了自养和异养、合成和分解的矛盾。由于这两对矛盾的对立统一组成了一个完整的生态系统，为以后的生命大发展开辟了崭新的道路，于是细胞出现了。
后来，随着细胞进一步的发展，细胞本身里边出现了细胞核。细胞核的主要成分是染铯体，这是一种核蛋白，是核酸和蛋白质的结合物。染铯体被核膜包围着，形成了细胞核，有细胞核的细胞，叫做真核细胞。现在绝大多数生物的身体，都是由真核细胞所组成。
细胞有个基本特点，它能够一分为二。1个细胞在一定条件下，能够分裂成2个子细胞。每个子细胞长大以后，又能够一分为二。这样继续不断地分裂，细胞就越来越多了。
最早的动物都是单细胞动物，分裂产生的子细胞仍旧单独生活。多细胞动物是后来才发展起来的。这就是说，在进化的过程中，某些单细胞动物的遗传性发生了变化，它们所产生的子细胞动物的遗传性也发生了变化，它们所产生的子细胞彼此不再分开，联合成细胞集团。
单细胞动物
最早的细胞集团也是很简单的，许多细胞虽然联合在一起了，仍然各自管自己的生活。慢慢地，有些简单的细胞集团起了很大变化，联合在一起的细胞逐渐分化，成为各种器官，来分担生活上的各种工作，这样，细胞之间就开始分工合作。有些细胞发展成一根管子，管子的开口就是嘴。这根管子专门消化食物，把营养物质供应给所有生活在一起的细胞。有些细胞发展成为神经。神经能将消息从这一部分传达到另一部分，好像电话线一样。后来动物长大了一些，有些细胞又发展成为血管系统，营养物质就可以通过血管输送给体内所有的细胞。因为有些细胞已经离开消化道很远，不能直接从消化道取得营养物质了。
现在还不知道这些复杂的变化经历了多少亿年。因为那些古老的动物又微小又柔软，很不容易留下化石来。不过我们已经知道，在5亿~6亿年以前，所有的最重要的无脊椎动物都已发展出来了，在自然博物馆里，就陈列着它们的化石。
宇宙的形成到地球的诞生全过程
对于宇宙的起源，至今仍然存在很大的争议，而目前比较可信的是英国物理学家霍金提出的“宇宙大爆炸”理论。
“宇宙大爆炸”理论认为，宇宙最初是一个非常小的奇点，这个奇点的温度和密度都很大。然后在某一个时段，奇点突然发生爆炸，并且以超过光速的速度持续扩张，最终形成现在的宇宙。
地球是一个岩石组成的星球，地球在最初时是由宇宙中的高温气体和尘埃，经过漫长的年代后，最终冷却而形成的球体或近似球体的星球。地球诞生初期没有生命存在，地球上的一切生命都起源于5亿年前的寒武纪生物爆发。
地球上第一个生物是怎么诞生的？
米勒-尤里实验表明无机物可以自由碰撞产生有机物，证实生命有可能是无中生有，先是产生有机物，然后有机物相互作用形成生命，但仍有太多疑问无法解答，生命起源还是谜团。
通过已有的化石证据去推现今地球生物的来源，那基本上没有疑问是进化来的，地球生物进化的基本脉络已经清楚，地球生物经历了结构简单到复杂，形式单一到多样性，海洋生活到海陆空均有生命的痕迹，遗传学以及胚胎学等学科的证据表明生物之间的进化关联，加上生物学技术的应用，生物进化的理论已经基本无可撼动，主要思想就是自然选择。但是尚不能解释第一个地球生命到底如何产生。
米勒-尤里实验尽管正证实无机物可以通过自由碰撞反应变化为有机物，成功地制造出20多种氨基酸和多重羟化物，这些物质可能是地球生命起源的基础，也侧面说明，地球大气必须是还原性的，无机物可能通过羟化物之间的连接形成更大分子的有机物。但地球历史上曾有一段时间，大气的成分却并似乎不怎么有还原性。
有机物尤其是蛋白质和核酸到底该怎样才能自然地联系起来构成生命也是一个未解的难题，通过研究如今的地球生命，可以明显地看出来地球生物基本上都是这两种物质以某种联系构成的，而人类的实验中还不能重复这一过程，也没有在自然界发现从无机物到大分子有机物的物质演变过程。
只是发现了一些结构简单甚至都没被划分入生物的蛋白质侵染因子——类似于朊病毒的多肽链，它们自身不具备繁殖的能力，也不具备核酸，但是却可以和动物的基因发生作用，侵染动物体导致疾病，它们可能蕴含生命进化的关键信息，然而这一点是如何实现的，目前也不是很清楚。这样的“生物”，在地球历史上是否曾大量出现基本不得而知，它们体积质量都很小，蛋白类的物质又会自然分解，很难在岩层中留下印迹化石以供分析。
不同地质层中化石群的出现也在冲击着现代的生物进化理论，区别于“渐变式”的进化观，地球一些时期中生命却呈现大爆发的态势，据此可认为生命的进化是渐进式和跃进式进化的不断转变，形成这种情况的原因也令人费解，无非是环境适宜这样粗略的答案。从现存和人类已发掘出的化石去推知将近40亿年完整的地球生命史，现代的人类还不具备这样的能力。
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。