生命的起源被认为发生在44亿年前的某个时间段,当时海洋和大陆刚刚开始形成,到27亿年前,由于微生物对相关地层中同位素比例的影响,人们普遍认为微生物已经大量存在。 在这17亿年的范围内,到底在哪里可以找到生命的真正起源还不太确定。 加州大学洛杉矶分校的古生物学家威廉-肖普夫在2002年发表的一篇有争议的论文认为,被称为stromalites的波状地质构造实际上包含35亿年的藻类微生物化石。 一些古生物学家不同意肖普夫的结论,估计第一个生命在30亿年左右而不是35亿。
来自西格陵兰岛Isua超级地壳带的证据表明,生命起源的日期甚至更早--38.5亿年前。 S. Mojzis根据同位素浓度作出这一估计。 由于生命优先吸收同位素碳-12,存在生命的地区含有高于正常比例的碳-12与其较重的同位素碳-13。这一点广为人知,但对沉积物的解释却不那么简单,而且古生物学家并不总是同意他们同事的结论。
我们不知道30亿年前这个星球的确切地质条件,但我们有一个粗略的概念,并且可以在实验室中重现这些条件。 斯坦利-米勒和哈罗德-乌瑞在1953年著名的调查中重现了这些条件,即米勒-乌瑞实验。 这些科学家使用高度还原(非氧)的气体混合物,如甲烷、氨和氢,在完全无机环境中合成基本有机单体,如氨基酸。 现在,自由漂浮的氨基酸与自我复制、新陈代谢的微生物相差甚远,但它们至少给人一个建议,即事情可能已经开始了。
在早期地球的大型温暖海洋中,五百万个这样的分子会随机碰撞和结合,最终形成某种原始的原基因组。 然而,这一假设被以下事实所迷惑:在米勒-尤里实验中创造的环境具有高浓度的化学品,这些化学品会阻止从单体构建块形成复杂的聚合物。
在20世纪50年代和60年代,另一位研究人员西德尼-福克斯(Sidney Fox)在实验室中制造了一个类似早期地球的环境,并研究其动态。 他观察到从氨基酸前体自发形成的肽,并看到这些化学物质有时会排列成微球,或封闭的球形膜,他认为这些微球是原细胞。 如果某些微球形成后能够鼓励其周围的其他微球生长,这将相当于一种原始的自我复制形式,最终达尔文的进化将接管,创造出像今天的蓝藻一样的有效自我复制者。
关于生命起源的另一个流行学派,即 "RNA世界假说",认为当原始的RNA分子能够催化自己的复制时,生命就形成了。 这方面的证据是,RNA既能存储信息,又能催化化学反应。 它在现代生命中的基础重要性也表明,今天的生命可能是从全RNA的前体进化而来的。
生命的起源仍然是一个研究和猜测的热门话题。 也许有一天会有足够的证据,或者有足够聪明的人,让我们了解它究竟是如何发生的。
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