進(jìn)化生物學(xué)課程論文

1、進(jìn)化生物學(xué)課程論文題目： 地球生命起源學(xué)說綜述學(xué) 院 生命科學(xué)學(xué)院 專業(yè)年級 生物科學(xué) 姓 名 李 銳 學(xué) 號 20080512810 地球生命起源學(xué)說綜述摘要：本文通過對“宇生論”和“地球化學(xué)進(jìn)化說”等各種觀點的總結(jié)與探討，論述了生命的起源問題。無論是“宇宙來源說”還是“地球化學(xué)起源說”關(guān)于原始生命的誕生，都是由無機(jī)小分子物質(zhì)組成多分子體系，多分子體系又演化成有生命的物質(zhì)團(tuán)塊，大團(tuán)塊裂解成小團(tuán)塊再繼續(xù)生長的原始的繁殖經(jīng)過漫長的演化形成現(xiàn)代生命。關(guān)鍵字：生命;生命起源;起源學(xué)說 對生命的起源，歷來有不同看法，如19世紀(jì)以前的“神創(chuàng)論”，把生命看成是神創(chuàng)造的;19世紀(jì)以來流行的“泛種論”認(rèn)為生命

2、是宇宙固有而“傳播”到地球上來的等等。現(xiàn)代，通過大量科學(xué)實驗以及對古老化石的研究，絕大多數(shù)科學(xué)家都同意，生命起源于元素的化學(xué)進(jìn)化。1關(guān)于生命起源的“神創(chuàng)論”者認(rèn)為“宇宙萬物包括人類本身，都是上帝按照一定的目的創(chuàng)造出來的”。“神創(chuàng)論”是一種唯心論，是關(guān)于生命起源的錯誤觀點。“宇生論”和“地表化學(xué)進(jìn)化說”它們認(rèn)為生命起源于物質(zhì)，拋棄了“神”和“上帝”的唯心因素，它們是起源說中的“唯物主義”。2因此，這兩種學(xué)說的提出為研究生命起源指明了方向，也為唯物辯證法提供了重要論據(jù)。下面就“唯物主義”的兩種起源說作一些探析：一、關(guān)于“宇生論”這一假說提倡“一切生命來自生命”的觀點，認(rèn)為地球上最初的生命來自宇宙間

3、的其他星球，即“地上生命，天外飛來”。宇宙太空中的“生命胚種”可以隨著隕石或其他途徑跌落在地球表面，即成為最初的生命起點。5l.l“宇宙生物論”即“泛生論”持該學(xué)說的學(xué)者們認(rèn)為地球上最早有機(jī)體的起源，是由于宇宙天體早已有生命存在，其微生物孢子通過隕石帶到原始的地球上以后，就在適合的環(huán)境逐漸而且緩慢地發(fā)展為這些有機(jī)體，這些有機(jī)體從而成為地球上各種生命類型的祖先。星際分子和隕石中有機(jī)化合物的發(fā)現(xiàn)，證實了這一學(xué)說有一定的正確性，但要定論原始生命即來源于“宇宙中其他星球”，顯然還缺乏較翔實和恰當(dāng)?shù)淖C據(jù)。2星際分子的發(fā)現(xiàn)1963年以來，利用射電望遠(yuǎn)鏡觀察星際空間的塵埃云，分析其無線電波譜，發(fā)現(xiàn)太陽系其它

4、無生的命的行星上都有碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏拇嬖?，例如NH3、H2O、HCN、HCHO、CH3CHO、HCOOH、CH3CH2OH等，本世紀(jì)80年代初己探知由。2最新的研究結(jié)果顯示, 天文學(xué)家已在星際空間發(fā)現(xiàn)了約50種有機(jī)分子,例如,在銀河系中心的塵埃層中發(fā)現(xiàn)了含有碳、氫、氧的乙醇分子和蔗糖分子?？茖W(xué)家認(rèn)為這些有機(jī)分子與其它分子組合,可以形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),進(jìn)而可參與形成核酸地球上一切生生命的基礎(chǔ)。41.1.2 隕石中有機(jī)化合物的發(fā)現(xiàn)當(dāng)代許多科學(xué)家認(rèn)為,來自太空的隕星和彗星可能給地球帶來原始的生命形式。美國航天局的科學(xué)家2000年12月18日在澳大利亞墨爾本宣布, 30年前墜落在澳大利亞的隕石中含

5、有微生物化石,而這顆于1969年墜落在默其森的維多利亞鎮(zhèn)的隕石年齡為46億歲。科學(xué)家使用新技術(shù)在該隕石中發(fā)現(xiàn)了這種石化的“地外生命”。電子顯微鏡照片顯示,默其森隕石中有大量的微生物化石,而且找到了細(xì)胞壁的證據(jù),這種“地外生命”在結(jié)構(gòu)上與生活在地球上的溫泉或南極洲冰蓋下的微生物相似,與藍(lán)細(xì)菌和紫硫磺細(xì)菌類似。馬歇爾航天中心空間生物小組負(fù)責(zé)人理查 胡佛教授認(rèn)為,這種微生物是能夠在極端環(huán)境中存活的細(xì)菌。這就意味著生命有可能先是在太空中別的地方進(jìn)化,然后才隨著隕石來到地球上的。當(dāng)然尚有另一種可能,那就是隕石在撞擊地球之后把塵埃拋到了太空中,此時穿過這些塵埃的小行星或彗星有可能會沾染上一些塵?！，F(xiàn)代技術(shù)

6、已能夠區(qū)分隕石樣本中近期的生物污染和真正的微生物化石。美國航天局的科學(xué)家正在研究分析其它6個隕石塊。如果進(jìn)一步的研究可排除近期生物污染,這種“地外生命”就將成為生命起源地外說的強(qiáng)有力物證。去年科學(xué)家成功地激活了已休眠2.5億年的細(xì)菌,也為生命起源的地外說增加了可信性。此外,美國科學(xué)家埃弗雷德肖克和米哈伊爾佐洛托夫在對大山熔巖和塵埃的化學(xué)成分進(jìn)行分析之后證實,在火山噴發(fā)過程中可能導(dǎo)致復(fù)雜有機(jī)分子的合成,從而組成核糖核酸分子。41.2“彗星論”即“生命是由彗星帶來的”學(xué)者們認(rèn)為在45億年前，受過幾萬顆彗星和隕石撞擊無大氣層的原始地球的溫度高達(dá)數(shù)千度，首批地球?qū)嶓w結(jié)構(gòu)剛剛開始形成，大約l億年之后，地

7、球溫度才降下來，并把彗星帶來的水積蓄起來，大概又過了500年時間，地球環(huán)境變得己適于產(chǎn)生生命了?！霸?0萬年至1000萬年間迅速進(jìn)行一種化學(xué)反應(yīng)，形成生物進(jìn)化最古老的“鏈環(huán)結(jié)構(gòu)”。對以上理論持相反意見的學(xué)者，如拉美最著名的科學(xué)家之一的拉斯卡諾卻認(rèn)為“彗星的確帶來了某些物質(zhì)，但它們不是決定性的，生命誕生所需的物質(zhì)在地球上已經(jīng)存在”，他還認(rèn)為“生命發(fā)育的原始培養(yǎng)液是大洋邊充滿臟水的水洼”。另一些科學(xué)家又認(rèn)為“地球上最初可能存在活的礦物，就是這些活礦物，導(dǎo)致了首批細(xì)胞的產(chǎn)生”。2就這一假說，存在許多爭議，并且這個假說實際上把生命起源的問題推到了無邊無際的宇宙中去了，同時這個假說對于“宇宙中的生命又是

8、怎樣起源”的問題，仍是無法解釋的。5二、關(guān)于“化學(xué)進(jìn)化說”持這一觀點的學(xué)者們認(rèn)為生命的起源與地球的形成是同源的，原始地球形成后，原始生命是通過地球表面的含C、H、0、N的一些化合物通過漫長的化學(xué)反應(yīng)形成的，原始生命不來自宇宙空間，而是源于地表及其原始大氣層。62.1生命發(fā)生的總體過程地球的年齡約為45億年。在原始地球的各種能量如太陽能、地球的凝聚能和熱能、親電等的作用下，無機(jī)物進(jìn)化為有機(jī)物，低分子有機(jī)化合物進(jìn)化為高分子有機(jī)化合物，最后大約在距今38億年的太古宙初期，產(chǎn)生了具有遺傳復(fù)制和新陳代謝能力的原始生命，實現(xiàn)了有機(jī)生命的無機(jī)誕生。最初的生命體屬于單元細(xì)胞原核生物，只具有細(xì)胞的外形，沒有細(xì)胞

9、核。直到距今19億年時，單元細(xì)胞的真核生物才出現(xiàn)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)趨于完善。從距今38億年到8億年，我們星球的海洋中是水生菌、藻生物的世界，迄今仍未發(fā)現(xiàn)較高等的植物，也沒有動物化石的記錄。1原始生命體誕生的化學(xué)歷程概述如下:還原的原始大氣還原的原始大氣 利用紫外線、放電、火山熱(CH4、NH3、H2、H20) 太陽能形成團(tuán)聚體或 復(fù)雜的 聚合或 原始的 聚集于 簡單的 微球體 有機(jī)化合物 縮合作用 海洋 有機(jī)化合物多分子體系 逐漸演化形成 原始的（具有自我復(fù)制能力） 生命體2.2火山和熱水活動是生命誕生的關(guān)鍵據(jù)自然雜志的研究報告:火山和熱水活動對生命的起源具關(guān)鍵性，生命中必不可少的核酸(RNA)需要可

10、溶于水的磷酸鹽，而在早期的地球上，磷酸鹽相當(dāng)稀少，火山噴發(fā)，熱水劇烈活動，產(chǎn)生足夠的磷酸鹽，這表明沒有火山爆發(fā)，早期地球表面要形成生命的重要物質(zhì)RNA，是不可能的，生命則無法演化成現(xiàn)狀，火山爆發(fā)產(chǎn)生的磷酸鹽是原始生命物質(zhì)形成的必要成分，因此，早期地球的火山和熱水活動是原始生命產(chǎn)生的關(guān)鍵。2.3生命起源的化學(xué)途徑原始生命的形成必需通過地表化學(xué)進(jìn)化實現(xiàn)恩格斯在反杜林論一書中寫道“生命的起源必然是通過化學(xué)途徑實現(xiàn)的”。2.3.1細(xì)菌有力佐證化學(xué)進(jìn)化1890年維諾格拉德斯基發(fā)現(xiàn)，“硝化細(xì)菌能吸取外界的氨或亞硝酸使之氧化，并利用氧化時獲得的能量，把CO2轉(zhuǎn)換成有機(jī)物?！眾W斯本在生命的起源與進(jìn)化一書中，把

11、這種物質(zhì)看作是“生命的原始形態(tài)”。在微生物世界中固氮菌、硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌能將無機(jī)物合成有機(jī)物，對“化學(xué)起源說”是一個有力的佐證。2.3.2米勒火花放電模擬實驗1953年，米勒(Miller) 模擬原始大氣，將CH4、NH3、H2和水蒸汽封閉在無氧的玻璃容器內(nèi)，加之連續(xù)的火花放電，以模擬雷電所造成的自然能源，火花放電實驗繼續(xù)一周后，得到了甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸等多種有機(jī)物。后來，各國學(xué)者繼續(xù)進(jìn)行這種模擬實驗，采用各種不同的氣體混合物作為初始物質(zhì)以模擬原始大氣，并采用放電、紫外線、電離輻射和加熱等，以模擬原始地球的自然能源條件，結(jié)果證明所有構(gòu)成生物體的20種氨基酸均可在原始地球條件下

12、經(jīng)多種途徑產(chǎn)生，模擬實驗證明了生命物質(zhì)的“化學(xué)起源與進(jìn)化歷程”，也成為化學(xué)進(jìn)化的主要研究方法。7因此，米勒在其模擬實驗的研究報告中寫道，“即使我們承認(rèn)沒有任何地質(zhì)記錄，我們還有類似的實驗證據(jù)，我們清楚地確定，生命是在地球上發(fā)生的，所有的生物都是有共同的基本成分和性質(zhì)，都有共同的生物合成途徑，這些我們都了解得相當(dāng)深入，所以有關(guān)在原始地球環(huán)境下重要生化物質(zhì)(無論是單體還是聚合物)合成的知識都可能有助于說明生物的演化?！本C上所訴，隨著地球的形成，原始塵云物質(zhì)因凝聚收縮而使內(nèi)部密度、溫度、壓力和質(zhì)點的相互作用遞增，在一定能量的促使下，簡單有機(jī)分子和某些無機(jī)物分子逐步化合成復(fù)雜的有機(jī)物(即從生命小分子到大分子);合成的有機(jī)物又隨地球形成中的物質(zhì)向地表遷移，直至逸出地表，成為原始海洋的重要成分。3地表原始海洋因此一開始就是一個富含多種生命有機(jī)物的復(fù)雜環(huán)境，最終才完成了生命起源的最后歷程:從多分子到原始生命活體的演變，即形成了原始生命;有了原始生命通過漫長的演化才形成了現(xiàn)代生命。參考文獻(xiàn)：1徐世球，肖詩宇。地球生命的起源與進(jìn)化。 小學(xué)自然教學(xué)，2001年第5期：39-402李仁全。地球原始生命起源學(xué)說綜述。Journal of Sichuan Vocational and