關于生物起源文獻急~~~

【專家解說】：生命起源 生命何時、何處、特別是怎樣起源的問題，是現(xiàn)代自然科學尚未完全解決的重大問題，是人們關注和爭論的焦點。歷史上對這個問題也存在著多種臆測和假說，并有很多爭議。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據(jù)的發(fā)現(xiàn)，人們對生命起源的問題有了更深入的研究，下面介紹幾種著名的假說，以備教學時參考。 1.自然發(fā)生說 自然發(fā)生說是19世紀前廣泛流行的理論，這種學說認為，生命是從無生命物質(zhì)自然發(fā)生的。如，我國古代認為的“腐草化為螢”（即螢火蟲是從腐草堆中產(chǎn)生的），腐肉生蛆等。在西方，亞里士多德（公元前384—公元前322）就是一個自然發(fā)生論者。有的人還通過“實驗”證明，將谷粒、破舊襯衫塞入瓶中，靜置于暗處，21天后就會產(chǎn)生老鼠，并且讓他驚訝的是，這種“自然”發(fā)生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。 18世紀時，意大利生物學家斯巴蘭讓尼（1729—1799）發(fā)現(xiàn)，將肉湯置于燒瓶中加熱，沸騰后讓其冷卻，如果將燒瓶開口放置，肉湯中很快就繁殖生長出許多微生物；但如果在瓶口加上一個棉塞，再進行同樣的實驗，肉湯中就沒有微生物繁殖。斯巴蘭讓尼認為，肉湯中的小生物來自空氣，而不是自然發(fā)生的。斯巴蘭讓尼的實驗為科學家進一步否定“自然發(fā)生論”奠定了堅實的基礎。 1860年，法國微生物學家巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗，徹底否定了自然發(fā)生說（詳見《義務教育課程標準實驗教科書生物學八年級上冊》）。 2.化學起源說 化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。 化學起源說將生命的起源分為四個階段。 第一個階段，從無機小分子生成有機小分子的階段，即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的，這一過程教材中已有敘述，這里不再重復。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中，一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”。米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)，接著他通過兩個電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學反應，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實驗和循環(huán)之后。米勒分析其化學成分時發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內(nèi)的各種新的有機化合物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實，生命起源的第一步，從無機小分子物質(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實現(xiàn)的。 第二個階段，從有機小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)。這一過程是在原始海洋中發(fā)生的，即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質(zhì)，經(jīng)過長期積累，相互作用，在適當條件下（如黏土的吸附作用），通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子。 第三個階段，從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的呢?前蘇聯(lián)學者奧巴林提出了團聚體假說，他通過實驗表明，將蛋白質(zhì)、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中，它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴，這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為，團聚體可以表現(xiàn)出合成、分解、生長、生殖等生命現(xiàn)象（圖7）。例如，團聚體具有類似于膜那樣的邊界，其內(nèi)部的化學特征顯著地區(qū)別于外部的溶液環(huán)境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物，還能在酶的催化作用下發(fā)生特定的生化反應，反應的產(chǎn)物也能從團聚體中釋放出去。另外，有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說，以解釋有機高分子物質(zhì)形成多分子體系的過程。圖7團聚體簡單代謝示意圖第四個階段，有機多分子體系演變?yōu)樵忌?。這一階段是在原始的海洋中形成的，是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。 3.宇生說 這一假說認為，地球上最早的生命或構(gòu)成生命的有機物，來自于其他宇宙星球或星際塵埃。持這種假說的學者認為，某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球，從而使地球有了初始的生命。但我們知道，宇宙空間的物理條件，如紫外線等各種高能射線以及溫度等條件對生命都是致命的，而且，即使有這些生命，在它們隨著隕石穿越大氣層到達地球的過程中，也會因溫度太高而被殺死。因此，像微生物孢子這一水平的生命形態(tài)看來是不大可能從天外飛來的。但是，一些學者認為，一些構(gòu)成生命的有機物完全有可能來自宇宙空間。1969年9月28日，科學家發(fā)現(xiàn)，墜落在澳大利亞麥啟遜鎮(zhèn)的一顆炭質(zhì)隕石中就含有18種氨基酸，其中6種是構(gòu)成生物的蛋白質(zhì)分子所必須的。科學研究表明，一些有機分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星際塵埃的表面產(chǎn)生，這些有機分子可能由彗星或其隕石帶到地球上，并在地球上演變?yōu)樵嫉纳? 4.熱泉生態(tài)系統(tǒng) 生命的起源可能與熱泉生態(tài)系統(tǒng)有關，這是20世紀70年代以來，部分學者提出的觀點。20世紀70年代末，科學家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近發(fā)現(xiàn)了幾處深海熱泉，在這些熱泉里生活著眾多的生物，包括管棲蠕蟲、蛤類和細菌等興旺發(fā)達的生物群落。這些生物群落生活在一個高溫（熱泉噴口附近的溫度達到300 ℃以上）、高壓、缺氧、偏酸和無光的環(huán)境中。首先是這些化能自養(yǎng)型細菌利用熱泉噴出的硫化物（如H2S）所得到的能量去還原CO2而制造有機物，然后其他動物以這些細菌為食物而維持生活。迄今科學家已發(fā)現(xiàn)數(shù)十個這樣的深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)，它們一般位于地球兩個板塊結(jié)合處形成的水下洋嵴附近。 熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下的事實： （1）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似； （2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。 由此，部分學者認為，熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態(tài)系統(tǒng)是孕育生命的理想場所。但另一些學者認為，生命可能是從地球表面產(chǎn)生，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以后的撞擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來并繁衍后代。因此，這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現(xiàn)的，但卻是現(xiàn)存所有生物的共同祖先。