生命的起源与进化

姓名：张佳玉

学号：14773034

专业：制药工程

班级：141班

生命进化之未来

摘要：从古至今人们都希望了解地球上的生命是从哪里来的？生命究竟是怎样产生的？这不仅是科学家感兴趣的问题，也是普通人们所感兴趣的问题，它已困扰了人类几千年。由于生命现象的复杂性质，直到上世纪初，生命起源的研究才成为科学研究中的一个重要领域。远古的时候，人类的智力还很底下，认识能力也很有限，对世界上千姿万态、繁茂复杂的生物，特别是对人类自身是从哪里来的，充满了困惑和神秘感。因此，人们把这个大千世界中未知的神秘现象，编成了各种各样的神话和传说。我国古代就有女娲造人的神话故事。也有“白羊化石”、“腐草化茧”、“腐肉生蛆”的说法。由于受到研究手段的限制，人类对于生命起源的研究只是到了近代才形成了科学的认识和方法，并确认了生命活动是物质运动的形式之一，它的物质基础是碳、氢、氧、氮，此外还有少量的硫、钙、磷和其他20几种微量元素，以及由这些元素在地球环境中自发产生的蛋白质、核酸、糖类、脂类、水和无机盐等。其中，蛋白质与核酸是生物体最重要的组成部分，也是区别生命和非生命的基本依据。

关键词：核酸、蛋白质、生命起源、进化

正文：生命的本质是指由核酸和蛋白质组成的，具有自我更新和自我复制能力的多分子体系。生命的物质基础是核酸和蛋白质。蛋白质是生物生命活动的物质基础，具有催化作用的酶，免疫功能的抗体，起运输作用的血液蛋白，有运动功能的肌肉蛋白，生物膜蛋白，某些激素等都是蛋白。核酸同蛋白质一样，也是生物大分子化合物，基本单元是核苷酸，由磷酸和核糖分子连成长链。核酸有两大类，一种是脱氧核糖核酸，简称DNA，是遗传基因的化学实体，存在于细胞核中，具有特殊的双螺旋结构。另一种叫核糖核酸，简称RNA，存在于细胞质中。因此，生命科学家们力求通过深入了解生命体的分子结构和组成。生命起源是一个非生命物质演变成原始生命的过程。

对于生命起源历来有不同看法，19世纪以前的“神创论”，把生命看成是神创造的；19世纪以来流行的“泛种论”认为生命是宇宙固有而“传播”到地球上来的等等。现代，通过大量科学实验以及对古老化石的研究，绝大多数科学家都同意，生命起源于元素的化学进化。对于生命起源的看法大致分为三个阶段：1.自然发生说。“神创论”者认为“宇宙万物包括人类本身，都是上帝按照一定的目的创造出来的“神创论”是一种唯心论，是关于生命起源的错误观点。2.宇宙生命论。“宇生论”和“地表化学进化说”它们认为生命起源于物质，抛弃了“神”和“上帝”等因素，它们是起源说中的“唯物主义”。这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点，认为地位上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即“地上生命，天外飞来”。宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其它途径跌落在地球表面，即成为最初的生命起点。3.化学起源说。关于“化学进化说”，持这一观点的学者们认为生命的起源与地球的形成是同源的，原始地球形成后，原始生命是通过地球表面的含碳、氢、氧、氮的一些化合物通过漫长的化学反应形成的，原始生命不来自宇宙空间，而是源于地表及其原始大气层。综上所述，随着地球的形成，原始尘云物质因凝聚收缩而使内部密度、温度、压力和质点的相互作用递增，在一定能量的促使下，简单的有机分子和某些无机分子逐步化合成复杂的有机物，即从生命小分子到大分子合成的有机物又随地球形成中的物质向地表迁移，直至逸出地表，成为原始海洋的重要成分。地表原始海洋因此一开始就是一个富含多种生命有机物的复杂环境最终才完成了生命起源的最后历程从多分子到原始生命活体的演变，即形成了原始生命有了原始生命通过漫长的演化才形成了现代生命。

生命的进化正如生命的起源至今还是个谜一样，生命如何向前发展的问题也还是个谜。不过还有一点却可以肯定，如果地球上空最初没有出现一种屏蔽物，那么生命或许仍然停留在非常原始的阶段。最初是从地球上放出含有氧和臭氧的保护性的大气层，介入水和太阳的致命辐射之间。在这层屏蔽物下面，一种新的生命演进过程，光合作用发生了。光合作用使有生命的细菌和藻类，利用太阳辐射能，创造出许多有机物质并释放出更多的氧气。光合作用能使光能微妙地转变为碳水化合物。它是所以生物必需的食品。在细菌的光合过程中，叶绿素受到太阳光的照射时吸收能量，在利用这种能量，分解水分子，此时产生的氢再与碳及其他化合而成糖。同时又把氧释放到大气中。这个过程比现代石油化学合成物的生产过程要精巧得多。这种合成过程是在大小还不到十亿分之一寸的细胞内进行的。同时，通过微小的海生植物的呼吸作用，开始吸尽氧气，排除二氧化碳，产生了可供生命利用的能量。因此，在光合作用开始时吸进的水和碳，最后又被放了出来；而光合作用放出来的氧，又通过呼吸作用重新吸收回去。地球上全部动植物生命的源泉，就是这两大物质循环：碳的循环和氧的循环，再加上少量的氮、磷及硫的循环。生物细胞具有惊人的化学转变能力，并不断演变进化，南非发现的约30亿年前的原始细菌化石已经具有了简单的分裂作用。更进一步的演化又演变出了十亿年的原始细菌化石，在美国加利福尼亚州东部也曾被发现过。其中类似海藻类的生物，已被证明内部含有细胞核。又经过十亿年演化后，在温暖的有荫蔽的海岸和河流出口处的水中，这些类似藻类的生物，大量繁殖了起来，通过它们的光合作用放出大量的氧气。今天，我们的呼吸的氧气总量的四分之一就是由海洋中的最小的浮游生物所产生的，而水和空气相接触的海面正好是这些浮游生物的栖居地。

例如：鱼的起源很早，在世界上还没有人类的时候，鱼类就生活在海洋里了。虽然在数亿年的演化过程中有一些古老的种类已经灭绝，但另有其他新兴的种类继之产生。鱼是怎么来的呢？ 据文献记载，鱼最初发现于距今四亿年的奥陶纪地层，但所得到的那时鱼类的化石是不完整的。直到志留纪的晚期，人类才完整地获取了关于化石及早期脊椎动物关系的概念。到泥盆纪时，各种古今鱼均已出现。泥盆纪时代可谓既是鱼的初生年代，也是鱼的极盛时代。由于这个时期其他的脊椎动物还不多，所以有人把泥盆纪称为“鱼的时代”。到了新生代，各种鱼类十分繁多，成为脊椎动物中最大的类群，所以新生代是鱼类的发展史中的全盛时代。 根据对从泥盆纪所取得的化石的分析，古代鱼类可分为四大类：无颌类、盾皮类、软骨鱼类和硬骨鱼类。无颌类动物在志留纪以及泥盆纪中最多，被公认为最早的脊椎动物。化石的无颌类的身体几乎被厚硬骨板及硬的东西包被，故称为甲胄鱼类。盾皮鱼类是最早的有颌类，它们泥盆纪时盛极一时，但到了这个时期的末期就大部分灭绝了。一些研究者认为软骨鱼类和硬骨鱼类是由盾皮类沿两个方向演变而来，但至今仍无证据证实。软骨鱼类被认为是最“原始”的鱼类，但人们一般认为软骨鱼类与硬骨鱼类是两支平行发展的分支。最早的硬骨鱼类是古鳕类，再由此演变出现存的绝大多数的硬骨鱼类。硬骨鱼类中的内鼻孔鱼类的典型原始类型代表是双鳍鱼与和骨鳞鱼，后者是最早的泥盆纪的总鳍鱼类。而总鳍鱼类又被认为是最早的两栖类的直接祖先。 1938年12月22日，有人在非洲东南沿岸捕到一条大鱼，其身长15米，重58公斤，后经科学家们研究与确认，认为这条鱼应属总鳍目的一个新的科。至此，人们终于找到了原本以为已经绝迹的鱼。后来，这种鱼被命名为拉蒂迈鱼（即矛尾鱼）。 矛尾鱼这种活化石的发现给了人类很大的启示。进化论的研究表明，人类是经过漫长的历程进化而来的。鱼类逐渐爬上陆地，进化为两栖类，然后又完全脱离水域进化为陆地上爬行类和哺乳类，最后才进化为人类。具体地说，总鳍鱼类分为两支，其中一支（骨鳞鱼类）脱离了水域，经过漫长的时期和复杂的环节，逐步进化为人；另一支比较保守（空棘鱼类），始终没有离开水。现在的矛尾鱼类就是后者的后代。

生命起源与进化是当今世界科学难题之一，此项研究是显示国家科研实力和科技发展水平的一个重要标志。空间生命探索中生命起源与进化的研究是宇宙资源开发和扩展人类生存空间的需要，甚至关系到国家和人类生存的安全。我国已成功发射和回收了载人航天飞船，成为了航天大国。但是发射飞船只是手段而不是目的，手段完善后，如何充分利用好它便成为下一个重要的课题。根据发达国家的经验，飞船及空间探测器的一个非常重要的用途就是宇宙资源的开发和空间生命的探索。多年来，美国的NASA不遗余力对火星发射了50个探测器，并在火星上找到了水存在的证据；欧盟科学家则对彗星，陨石等天体物质进行了深入探测，并发现氨基酸在以上各天体中存在的证据。这种对太空生命的探索热潮背后，一个又一个激动人心的改造月球，改造火星的计划不断出台。人们正为人类有朝一日走出地球，移民宇宙做着各种各样的准备，也为争夺宇宙资源买下伏笔。作为一个航天大国，我们不应错失对我国长远战略利益的机会。此外，开展这一方面的研究不仅可以积极参与空间资源的开发利用，同时为防止可能存在的生物武器威胁提供必需的科技支撑。

我认为，生命的起源与进化的研究是综合性的前沿科学，生命起源与进化和空间生命探索的研究符合我国科技发展战略。在我国现有的基础上，组织一批精干的、多学科交叉的研究队伍，不失时机地发展生命起源与进化的研究，将会取得国际上有重要影响的成果，对我国在基础学科的发展产生积极的推动作用。集中生物学、化学、地质学、航天学等不同领域的专家，加速开展我国在该领域的研究工作，将在未来的生存和发展中有重要作用。

参考文献：《自然与科技》、《生命教育与研究》、《生命的起源与进化》

生命的起源与进化