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地球生命的起源

已有 5144 次阅读 2012-1-6 08:50 |系统分类:科研笔记| 地球

地球上的的生命是从哪里来的呢?这无疑是人类心中数千年的哲学疑问。西方人曾经认为是上帝创造了地球上的生命,中国古代传说女娲制造了人类的生命,世界上很多民族都有生命的创始神话。人类多年的古生物学和地质学研究已经有充分的证据表明,地球上的生命起源于大约38亿年前,但是,他们并不知道生命是如何开始的? 现代的生物化学家也不知道生命从哪里开始?人类在哲学上的认识是非常明确一致,生命一定是从无生命的物质世界中产生的,而不是无生命的物质世界在生命中产生。生命的产生,使得无序的物质运动变成了复杂的有序运动,也就是薛定谔提出的负熵过程。即便是今天的分子生物学考古学家,也不知道生命从哪里开始,那么,哲学家怎样知道生命是从哪里起源开始的呢?哲学家依赖的的是智慧,就是通过对人认识概念和已经认知的的客观事实的逻辑关系的认真而又深刻分析,发现其中的共同特征和简单不变的规律,依据逻辑的推理,推定地球生命的化学起源。

   地质学家已经得出结论地球大约诞生于46亿年前,因此,地球上的元素也诞生于那时。先有元素的产生,后才有生命的产生。我们今天都知道生命是由化学元素组成的,其中最重要的化学元素是碳、氢、氧、氮这四种元素,这些化学元素合成了各式各样的有机分子,有机分子进行有机生物化学反应。生命的过程就是一系列的复杂而有序的生物化学反应过程。因此,生命的起源一定是化学反应开始的。化学反应如此之多,哪个化学反应是生命的第一个化学反应呢?我们知道不是所有的化学反应都能形成生命,那么,生命中的化学反应有什么特点呢?地球上的生命要从小变大,这需要化学反应的累积作用,并且需要从一个之中生长出新的一个,这都需要化学反应不断发生。而一序列的化学反应在一个空间发生并不断发生,要求化学反应应该在化学反应的平衡点附近,并且一序列的化学反应速度相对平衡,只要其中某个反应特别快或者特别慢,整个一序列的化学反应就会终止。在地球上的生物主要可以分为两大类,一类是自养性的生物,如植物,藻类,这些生命是通过光合作用,将二氧化碳和水结合,生成糖类,再通过糖的代谢,合成生物生长所需的各种物质来促使生物生长繁殖。另一类是它养性的生物,如动物,寄生生物,腐生生物等,这些生物依靠消化吸收其他生物来生长繁殖,其中主要是消化植物,也就是说吸收氧气,通过代谢植物的糖类,将糖类转化为二氧化碳和水,这是地球生物的最基本的生化过程,而地球的生命存在了38亿年之久,二氧化碳和水经过植物中叶绿体光合作用变成糖类和放出氧气,糖类再通过动物消化,吸入氧气,最终变成二氧化碳和水,每一个生物细胞,二氧化碳和水结合生成氧气和水,以及消耗氧气和代谢糖类再产生二氧化碳和水的化学反应应该基本大致平衡,而整个地球的这个反应必须完全平衡,和就是说,有植物就必须有动物,植物和动物是基本在相同的时代在地球上产生的。只有这样生命才可能在地球上存在38亿年之久。

每一个植物细胞,或者动物细胞,二氧化碳在细胞内水中的浓度都必须保持相对的稳定,地球上的生命来自海洋,而二氧化碳溶解于海水中也就是生命开始的第一个化学反应了。二氧化碳溶解于含有氯化钠、氯化钾等矿物的海水,引发一序列的化学反应,产生氢离子和氢氧根离子,在吸收太阳能量的作用下,同时在白天和夜晚的温差变化之下,结合水中的胺分子,产生了生命开始的一系列有机化学合成和分解反应,这些合成和分解反应最终导致生命的新陈代谢产生。这就是地球生命的化学起源。

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