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地球上的生命是如何開始的?

2024-06-25科學

長期以來,人們對生命起源的探索一直沒有停歇,但生命的起源至今仍然是一個謎。我們只能靠現有的知識和科學的推理去盡量還原地球上的生命是如何開始的,這裏有三個流行的理論。

地球形成於大約46億年前,在幾億年的時間裏,幾乎可以肯定,地球表面太熱了,並且受到彗星和小行星的嚴重轟擊,不適合任何一種生命形式。但大約十億年後,生命不僅存在,而且微生物還以化石的形式留下了它存在的證據。那麽,這期間發生了什麽?在五億年左右的時間裏,生命是如何從非生命中產生的?

一、被閃電擊中

生命之初的大氣條件與現在的大氣條件大不相同。太陽系中的大多數行星的大氣層都以氮氣和甲烷為主,所以我們推斷,早期地球也有這種大氣層。這種早期的大氣,在制造有機化合物方面可能非常有效,這可能是生命的最初的形態。

為了證實這種推斷是否合理,科學家做了一個被稱為米勒-尤裏的實驗,實驗創造了一個封閉的系統,其中水被加熱並與氫、甲烷和氨分子結合。然後用電(代表閃電)去轟擊這些物質並冷卻,使混合物凝結並像雨水一樣落回水中。結果令人驚訝。在一周內,實驗中的「海洋」變成了紅棕色,因為分子結合產生了胺基酸,胺基酸是生命的基石。

二、 由外太空帶到地球

根據另一種理論,胺基酸以及其他一些關鍵的生命組成部份,如碳和水,可能是從外太空帶到早期地球的。彗星和隕石被發現含有一些相同的有機生命組成部份,它們對地球的早期轟擊增加了胺基酸被帶到地球的可能性。諾貝爾獎獲得者、化學家傑克·索斯塔克指出,地球上生命的產生,小行星和彗星的撞擊幾乎可以肯定是不可或缺的。中等大小的撞擊可以在瞬間,產生大氣中的氫氣和甲烷,從而為進一步產生化合物提供了條件。

三、躲在地球的海洋中

另一種理論認為,生命可能始於海洋深處,在海底的熱液噴口周圍,但這一假設似乎有說不通的地方。如果你了解一下,從最簡單的生命特征到高級生命的核苷酸和RNA的化學反應,就會發現其中有多個步驟需要來自太陽的紫外線輻射來驅動反應。而來自太陽的能量是迄今為止最大的能量來源,即使在早期的星球上也是如此。所以,如果有多個化學步驟需要紫外線,你就不能在深海中。

然而,幾乎可以肯定的是,生命確實始於水。你需要一種溶劑來發生化學反應,在早期的太陽系中,水恰好是最豐富的。與從深海開始的生命相比,它更有可能在地表建立,可能是會在淺池塘或溫泉類別的環境中,這種環境在撞擊地點或火山地區非常常見。

盡管今天地球上的所有生命都有一個共同的祖先,一種未知的微生物生命形式,但它可能早已消失。生命是一個如此復雜的系統,以至於最簡單的細菌或病毒都有數千個活的部份組成。

很難理解生命怎麽會突然出現?如果非要一個答案,我們只能說,它是一步一步發生的。#深度好文計劃#