生命起源简史与早期生命的演化
生命是世界上很奇妙很独特的东西,不论是古人还是现在的我们都对自己本身的由来以及生命的起源有着浓厚的好奇心,都试图去了解生命起源与进化的全部过程。
这学期很荣幸的选上了《生命起源与演化史》这门课,在老师的带领下初步领略了生命起源与演化的神秘过程。
在浩渺无垠的宇宙,地球只不过是亿万星球中的普通的一颗,然而在这个星球上却发生着生命起源与演化的过程。
地球诞生于46亿年前,而第一个生命出现在38亿年前,可以看到从地球诞生到第一个生命出现经历了漫长的时间,这是因为地球在其形成的早期,没有适合生命生存的条件,那时地球的大气成分和现在的大不一样,缺氧、缺氮,大部分气体都是二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等,这种条件是不适合生命生存的,而且那时的大气层很稀薄,经常会受到小行星的撞击和宇宙射线的侵扰,再加上当时地球频繁的火山和地震活动,不可能会存在生命的迹象,那时的地球就是个人间地狱。
随着地球温度的逐渐降低,大气中的水蒸气陆续凝结,原始海洋的出现为生命的诞生奠定了重要的基础。
约在38亿年前,水中开始有了生命的活动,出现了最原始的原核细胞生物——菌类和蓝绿藻,至于最早的生命是如何来的,化学演化说给出了它的说法:原始地球上的某些无机物在来自闪电和太阳辐射的能量作用下,逐渐变成了原始地球上的第一批有机分子。
这个理论的依据在于美国一位研究生所做的实验,1953年,美国芝加哥大学的研究生米勒用实验验证了这一假说,米勒将甲烷、氨气、氢气混合在接有正负电极的容器中将加热沸水产生的水蒸气通入容器,通电反应一周用冷凝水冷凝并接收反应产物,结果共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有四种是生物蛋白质中所含有的,米勒当时才23岁。
于是我们可以知道生命物质化学演化的过程:无机小分子演化为有机小分子演化为大分子演化为多分子体系演化为原始生命。
具有原始新陈代谢和自我繁殖能力的原始生命的诞生,标志着生命起源化学进化阶段的结束,生命的演化开始进入生物演化阶段。
然而,地球上的生命由原核细胞生物进化为真核细胞生物却用了18亿年的时间,大约在20亿年前,地球上开始出现了由真核细胞组成的生物。
如此漫长的时间令我们无法想象生命的进化竟是如此的艰难。
最先出现的真核生物依然是藻类,它们的光合作用能力更加强大,不断地释放氧气和消耗二氧化碳,使得地球上的游离氧不断地增多,地球也开始向富氧的环境发展,绿色藻类的大量繁殖,更加快了大气和海洋环境的变化,地球变得更易于生命生存,生命开始出现欣欣向荣的景象。
最早的动物化石出现在前寒武纪晚期。
软躯体后生动物在震旦纪冰期之后得到突发性的迅猛发展,在距今7亿~6亿年间成为海洋生物的统治者。
进入寒武纪(距今6亿年)后,软躯体后生动物衰退,带壳后生动物随之兴起。
这一生物发展阶段出现了发生在澳大利亚著名的埃迪卡拉动物群,作为生物演化的产物,埃迪卡拉动物群可能是一个不成功的例子,因为它的演化只经历了一段时间,
而且几乎没有留下任何的后代,这也算是生物演化过程的一次摸索和尝试。
大约5亿到6亿年前,地球进入寒武纪早期,大量的无脊椎动物在短短的几百万年里迅速出现,史称“寒武纪生命大爆发”,对于其发生的原因,现在仍然没有唯一的定论。
三叶虫数量剧增,成为地球上第一个超级生物物种,在寒武纪生命大爆发后2亿多年的时间里,三叶虫依然是生活的比较成功的动物。
最初出现的鱼类叫甲胄鱼,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,在澄江动物群发现的昆明鱼也是这个时期的产物。
后来的生物演化既有大发展又有大绝灭,植物的登陆开创了生命发展的新阶段,接着动物也开始向陆地发展,陆地上逐渐出现生命大繁荣大发展的现象,于是我们又知道了后来的恐龙的出现与繁盛以及绝灭,哺乳动物的出现,开花植物的出现,以及人类的诞生等,生命的演化逐渐向高级化、复杂化方向发展,适应环境的能力不断增强。
从生命的起源与演化的过程中可以看到,生物是不断向着让它获得更强的生存能力发展,这是自然的规律,“物竞天择,适者生存”的法则也在其中起着决定的作用。
生命起源与演化的过程就是地球不断发展的过程,生命的起源与演化可以说是一个伟大的奇迹,是十分神奇和值得我们去尊敬和保护的,对地球这一奇迹的发生及原理的探索自然是一个激动人心的事情,也是自然任务之一。
因此保护和合理的开发我们的地球善待我们周围的生命是我们一项重要的任务,对生命起源与演化的研究不仅有利于深入了解自然的规律,揭示生命的奥秘,而且推动自然科学的发展,并无疑对人类的思想史及文明史产生重要影响。