更新時間:2024-05-24 15:59:00作者:佚名
生命起源、細胞起源的研究,不僅具有生物學意義,而且具有科學的宇宙學意義。細胞起源包括三個方面:①構成一切真核生物的真核細胞的起源;②伴隨生命起源而來的原核細胞的起源;③三國學說的最新發展,即古生物細胞的起源。
生命起源要追溯到與生命有關的元素和化學分子的起源,因此,生命起源過程應該從宇宙形成之初,所謂的“大爆炸”產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素。
約66億年前,銀河系發生過一次大爆炸,其碎片和散落的物質經過長時間的凝聚,在約46億年前形成了太陽系。作為太陽系的一員,地球也是在46億年前形成的。隨后,寒冷的星云物質釋放出大量的引力勢能,隨后又轉化為動能和熱能,導致溫度升高。再加上地球內部元素的放射性熱能也使溫度升高,所以早期的地球是熔融狀態。在高溫的地球自轉過程中,其中的物質發生分化,重元素沉降到中心凝聚成地核,較輕的物質則形成地幔和地殼,逐漸出現了層狀結構。這個過程耗時很長,大約38億年前才出現了原始地殼,這與月球表面大部分巖石的年齡相符。
生命的起源與演化與宇宙的起源與演化息息相關。生命的組成元素碳、氫、氧、氮、磷、硫等,都是“大爆炸”之后元素的演化。資料顯示,前生物階段的化學演化并不局限于地球,化學演化的產物廣泛存在于宇宙中。在星際演化中,一些生物單分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等,可能在星際塵埃或凝聚星云中形成,然后在星球表面的某些條件下,產生多肽、多核苷酸等生物大分子。經過前生物演化的幾種過渡形式,地球上最終形成了最原始的生物體系,也就是具有原始細胞結構的生命。至此,生物的演化開始了,直到今天,地球上產生了無數復雜的生命形態。
38億年前,地球上形成了穩定的陸地塊,各種證據表明當時液態水圈很熱,甚至沸騰。現存的一些極端嗜熱的古菌和產甲烷菌可能是地球上最古老的生命形態,它們的代謝可能是化學無機自養的。西澳大利亞Warrawoona Group中距今35億年的微生物可能是地球上生命存在的最早證據。
原始地殼的出現,標志著地球由天文行星時代過渡到地質發展時代,具有原始細胞結構的生命開始逐漸形成。但在相當長的時間內,并沒有出現太多的生物,直到5.4億年前的寒武紀,才大量出現有殼的后生動物。因此,寒武紀以后的地質時代被稱為顯生宙。
太古代是最古老的地質時期,從生物界來看地球上最早的生命形式,這是原始生命出現和生物進化的初始階段,當時原核生物還很少,留下的化石記錄也很少。從非生物界來看,太古代是地殼較薄、地熱梯度陡峭、火山-巖漿活動強烈頻繁、巖層普遍變形變質、大氣圈和水圈缺乏自由氧、形成一系列特殊沉積物的時期;也是硅鋁質地殼形成并不斷生長的時期,更是重要的成礦時期。
早元古代地表出現了一些范圍大、厚度大的相對穩定的大陸板塊,因此元古代在巖石圈結構方面表現出比太古代更加穩定的特征;早元古代晚期大氣中含有自由氧,隨著植物的日益繁盛和光合作用的不斷加強,大氣中含氧量不斷增加;中、晚元古代藻類植物十分繁盛,與太古代有明顯區別。
震旦系是元古代末期一個獨特的地質階段。從生物演化的角度看,震旦系與沒有可靠動物化石的元古代有顯著不同,因為其中含有無硬殼的后生動物化石。但與富含有殼動物化石的寒武紀相比,震旦系所含的化石不僅種類單調、數量少,而且分布十分有限,因此無法利用其中的動物化石進行有效的生物地層工作。震旦系生物界最顯著的特點是后期出現了大量無硬殼的后生動物地球上最早的生命形式,晚期出現了少量有殼的小動物。高級藻類進一步繁盛,出現了一些新型的微型古生物植物。疊層石在震旦紀早期繁盛,后期其數量和種類突然減少。 從巖石圈構造條件看,震旦紀地表已出現數個較大的、相對穩定的大陸板塊,其上已發育典型的蓋層沉積,與古生代類似,因此,震旦紀可視為元古代向古生代的過渡階段。
1977年10月貝語網校,科學家在距今34億年前的南非斯威士蘭系古沉積物中,發現了200多個古細胞化石,并由此確定生命起源于34億年前。不久之后,科學家又在距今35億年的巖層中,意外發現了最原始的生物藍藻和綠藻化石,將生命起源追溯到更遠的年代。
因為真核生物在8億年前的震旦紀就已經在地球上出現了,只有在地球上有了足夠的氧氣之后,真核細胞才會出現。
在此之前,它們都是厭氧原核生物:)