的生命的起源

假设的起源

也许最基本同时最难理解的生物问题是生命的起源。这是许多科学和哲学的核心问题和任何考虑地外生命。大部分的假设生命的起源将分为四类:

1. 生命的起源是一种超自然的历史时刻,的结果是,一个挽回的描述性的权力之外的物理,化学和其他科学。
2. 生活,特别是简单的形式, 自发和容易起源于无生命的物质在很短的时间,今天过去。
3. 生活是coeternal与物质和没有开始;生命到达地球当时地球的起源或之后不久。
4. 早期的地球上的生命诞生了一系列的进步化学反应。这样的反应可能是极不可能或可能需要一个或多个化学事件。

假设1、传统的争用的神学和一些哲学,在其最一般的形式是不符合现代科学知识,尽管科学知识是不符合圣经的字面解释账户在章节1和2《创世纪》和其他宗教著作。假设2(当然不符合1)是流行的的意见几个世纪。一个典型的17世纪的观点如下:

(一)怀疑,奶酪和木材生成,蠕虫,或者,如果甲虫和黄蜂,牛的粪便,或者蝴蝶,蝗虫,贝类、蜗牛、鳗鱼、等生育腐烂的物质,这是容易接受的形式,它是由生物造型的处理。这是问题原因、意义和经验。如果他怀疑,让他去埃及,还有他会发现田野挤满了老鼠生的泥浆Nylus(尼罗河),伟大的灾难的居民。

(亚历山大•罗斯奥秘Microcosmi,1652)。

直到文艺复兴时期的,其蓬勃发展的兴趣解剖学,这样的自然发生动物从腐烂的物质被认为是不可能的。在17世纪中叶英国生理学家威廉·哈维过程中,他的繁殖和研究发展国王的鹿发现,每动物来自于一个蛋。一个意大利生物学家,弗朗西斯科·雷迪成立于17世纪的后期肉来自的蛆虫苍蝇沉积在肉,鸡蛋。在18世纪的意大利牧师,一员Spallanzani显示,受精鸡蛋的精子是必要的繁殖的哺乳动物。然而自然发生死亡的想法。尽管很明显,大型动物由受精卵,还有希望小生物,微生物,自发地产生碎片。许多感觉很明显无处不在的微观生物不断从无机物质生成。

蛆虫被覆盖阻止发展中肉类flyproof屏幕。然而,葡萄在发酵汁不能保持任何网。自发的一代是一个伟大的主题认为法国著名微生物学家之间的争议路易·巴斯德和Felix-Archimede Pouchet在1850年代。巴斯德成功地显示,即使是最微小的生物来自“细菌“向下浮动的空气,但他们可以从访问阻碍食品通过合适的过滤。戍Pouchet认为,生命必须来自无生命的物质;如果不是,有生活怎么发生的呢?

巴斯德的实验结果是明确的:生活不自发地从无生命的物质出现。美国历史学家詹姆斯击球回顾了19世纪晚期的争议之间的进化论者支持“生活从非寿险”的想法和他们的反应巴斯德的宗教观点,只有神能使生活。微生物确信生活总是来自于先前存在的生命的形式细胞抑制许多post-Pasteur科学家从生命起源的讨论。许多人,仍不愿意冒犯宗教情绪通过探索这个挑衅性的话题。但是,合法的生命的起源的问题及其与宗教和科学的关系认为提出的击球和其他作者,如澳大利亚Reg莫里森,今天持续存在并将继续产生辩论。

19世纪末,假设3获得了货币。瑞典化学家Svante a·阿伦尼乌斯认为地球上的生命源自“胚种说,“微孢子通过推送空间从地球行星或太阳系太阳能系统辐射压力。当然,这个想法,避免而不是解决生命的起源的问题。似乎非常不可能,任何活有机体可以运送到地球在星际或更糟然而,,星际距离没有被寒冷的联合效应,干燥在真空中,辐射。

尽管英国博物学家查尔斯·达尔文没有提交自己生命的起源,他人订阅假设4更坚决。英国著名的生物学家T.H.赫胥黎在他的书原生质:生命的物质基础(1869)和英国物理学家约翰•廷德尔1874年在他的“贝尔法斯特地址”这两个断言,生命可以从生成无机化学物质。然而,他们有极其模糊的想法如何这可能是完成。“有机分子”一词暗示,特别是,生物性独特的一类化学物质。尽管这一事实尿素和其他有机(碳- - - - - -氢)分子从无机化学自1828年以来,经常产生的吗术语有机从生活”的意思是“许多科学家和仍然。在接下来的讨论这个词有机意味着没有必要的生物起源。生命起源的问题很大程度上减少了一个有机的决心,非生物源特定的过程,如维护的身份新陈代谢,增长(即,生殖。autopoiesis)。

达尔文的的态度目前是:“这是纯粹的垃圾思想生命的起源;不妨认为起源的问题。”这两个问题实际上是奇怪的联系。事实上,现代天体物理学家思考问题的起源。证据是令人信服的热核反应,在恒星内部或超新星爆炸,产生的所有化学元素的元素周期表比氢和更大氦。超新星爆炸和恒星风然后分发到的元素星际介质,随后的一代又一代的星星和行星的形式。这些热过程频繁,而且证据确凿的。一些热核反应是比其他人更可能。这些事实导致一定的想法宇宙发生在整个分布的主要元素宇宙。生物感兴趣的一些原子,它们的相对数值丰度在宇宙作为一个整体,在地球上,在生物体中列出表。尽管元素作文不同明星明星,从地球上的地方,从生物有机体,这些比较是有益的:生活的作文是介于平均组成的宇宙和地球的平均成分。百分之九十九的质量宇宙和生命是由六个原子:氢(H),氦(他),碳(C),氮(N),氧气(O)和霓虹灯(Ne)。可能没有地球上的生命出现在地球的化学成分接近宇宙的平均成分和后续事件之前改变了地球的总化学成分吗?

类木行星(木星,土星,天王星,海王星更接近宇宙比地球的成分。他们主要是气态,大气主要由氢和氦组成。甲烷,氨、霓虹灯和水已发现的食用量。这种情况下非常强烈表明,典型的宇宙的庞大的类木行星形成于物质组成。因为他们是到目前为止从太阳,他们的上层大气是很冷。原子在高层大气的大规模、冷类木行星现在不能逃避他们的引力场,在行星甚至逃避可能是困难的形成。

地球和其他行星的内部太阳系然而,不太大,最上层大气温度。今天的氢和氦逃离地球;它很可能是更重的气体可以逃脱了在地球的形成。很早就在地球的历史上,有一个更大的丰富的氢,随后失去了空间。最有可能的原子碳,氮,氧存在早期的地球上,而不是形式的有限公司₂(二氧化碳),N₂,O₂时至今日,而是他们完全饱和氢化物:甲烷、氨和水。存在大量的减少(氢)矿物质,如沥青铀矿和黄铁矿,暴露在沉积物形成了二十亿多年前的古代大气意味着大气状况当时比现在氧化量要少得多。

在1920年代英国遗传学家J.B.S.霍尔丹和俄罗斯的生化学家亚历山大·奥帕林认识到非生物有机分子在当下富氧的生产大气地球地球的可能性很小,但,如果一旦有更多的研究条件下,有机分子的非生物成因的生产更有可能。如果大量的有机物合成在早期的地球,他们未必会让今天的跟踪。在目前的氛围,蓝藻产生的氧的21%,海藻,植物photosynthesis-organic分子会,在地质时间,分解和氧化为二氧化碳、氮气和水。达尔文认为,最早的生物会倾向于使用任何有机物质自发产生之前,生命的起源。

第一个实验模拟早期地球的条件是在1953年由一位研究生,斯坦利l。米勒,他教授的指导下芝加哥大学,化学家哈罗德·c·尤里。混合的甲烷、氨、水汽和氢通过传阅液体解决方案,不断引发的电晕放电安装更高的设备。排放被认为代表闪电闪光。接触了几天后,溶液的颜色就改变了。几个氨基和羟基酸,熟悉化学品在当代地球生活,是由这个简单的过程。实验很简单,氨基酸可以检测到容易吗纸色谱法通过高中学生。紫外线或热作为代替能源源在后续实验。气体的初始丰度改变。在许多这样的其他实验,大量氨基酸形成。在早期地球更多的能量比从闪电放电中可用紫外线。长紫外线波长、甲烷、氨、水、和氢都是透明的,和大部分的太阳紫外能量位于这个区域的光谱。气体硫化氢被认为是一个可能吗复合有关在地球早期大气紫外吸收。长波紫外线照射产生的氨基酸也是混合的甲烷、氨、水和硫化氢。至少其中一些氨基酸合成了氰化氢和醛(例如,甲醛)作为气体中间体形成从最初的气体。氨基酸,特别是生物丰富的氨基酸,是容易在模拟早期地球条件下是非常惊人的。如果氧气是允许在这些实验中,没有形成氨基酸。这已经导致了共识氢(或至少缺氧),条件是必要的天然有机合成的出现之前的生活。

在碱性条件下,无机的存在催化剂自发、甲醛反应形成各种各样的糖。五碳糖的形成的基础核酸,以及六元糖等葡萄糖和果糖,很容易产生。这些都是生活中常见的代谢产物和结构构件。此外,核苷酸基地,甚至生物色素卟啉已经在实验室模拟早期地球条件下生产的。两个实验的细节<