以自然選擇為核心的生物進化論

2020-12-03 墨綠的夜啊

大家好，歡迎收看我的百家號墨綠的夜啊，今天小編要給大家的介紹的是以自然選擇為核心的生物進化論。

米勒-尤裡實驗

大約在35億年前,地球上發生了一些特別的事情首個生命出現了沒有人知道這是如何發生的,但在1953年,兩名化學家想到了一個令人振奮的線索。他們用電流模擬閃電,來刺激早期地球大氣層中可能存在的化學物質,結果得到了胺基酸——切生命的基礎材料。到20世紀中葉,得益於遺傳學上的新發現,查爾斯·達爾文創立的以自然選擇為核心的生物進化論已然完善。

人們開始普遍接受,現有物種適應新環境時會進化為新物種。如果把一群爬樹的猴子遷移到大草原,數代之後,這種猴子將失去爬樹的性狀,並且掌握更利於適應新環境的新本領。這樣一來,生命的進化樹得以重現,一直往前追溯到各物種在每次進化之前的樣子,最後會發現什麼?無疑,我們最終將追溯到一個時間點—地球上還沒有生命物種,只有原始的化學物質。在某種條件下這些化學物質相互作用,產生了地球上第一個生命形態。那麼生命具體是怎樣產生的呢?1922年,俄羅斯生化學家亞歷山大·奧巴林( Alekandr Oparin)提出了一種關於生命起源的假說。

他認為,生命的出現只是一個相當普通的生化過程。天文觀測的新發現表明,木星等巨行星的大氣層中存在甲烷等氣體,奧巴林因此判斷,早期地球上也普遍存在這些氣體。他提出假說認為,在地球早期時,火山頻發,電閃雷鳴,甲烷等氣體中包含的元素可能很容易就反應合成了構成生命的化學物質。有意思的是,很多年過去了,卻沒有人想過要檢驗奧巴林的想法。直到1953年,美國芝加哥大學的化學家哈羅德·尤裡( Harold Urey)和斯坦利·米勒( Stanley Miller)做了一個具有劃時代意義的實驗,證實了奧巴林的地球生命起源假說。

生命的組成

米勒和尤裡首先將水、甲烷、氨氣和氫氣混合。他們故意沒有加入氧氣,因為按照奧巴林最早的看法,巨行星的大氣層中不含氧氣,因此地球早期的大氣層中也不含氧氣。接下來,兩人將混合物加熱至蒸汽狀態,以模擬早期地球的大氣條件。加熱容器後,上升的混合氣體通過玻璃管進入另一個容器火花室。在這裡,高壓電流在兩個電極之間產生電弧,模擬早期地球大氣層中的雷暴現象。最後,蒸汽從火花室進入冷凝器,重新變成液體,液體再被導回加熱的容器中,從而一遍一遍地循環這個過程。實驗結果令人難以置信。

在裝置僅僅運行一周後,米勒和尤裡就發現,冷凝器裡的液體中滿是複雜的有機化合物,包括組成蛋白質所必需的胺基酸,而蛋白質正是地球上所有生命的主要組成成分。實驗雖然未能創造出生命,但可以推斷,如果早期地球上確實產生了這些化合物,並且這些化合物在海洋中漂蕩,那麼它們就能以恰當的方式結合,從而創造出原始生命。

DNA鹼基

這項實驗啟發了其他研究者。1961年,西班牙生化學家喬安·烏諾(J0anOr6)重複了這一實驗,但他在反應物中加人了氯化氫。科學家在星際雲中探測到了氰化氫的存在,因此它很可能也存在於早期地球上。鳥諸發現,加入氰化氫後,這些化學混合物會生成腺嘌呤分子。腺嘌呤是DNA和RNA的組成部分。還可以合成腺嘌呤核音三磷酸(ATPDNA和RNA能夠存儲、獲取和複製生命的遺傳密碼,ATP則對細胞之間的能量轉移至關重要。

也有人對米勒一尤裡實驗持批判態度。一些科學家認為,實驗中選擇的化合物不能代表早期地球的環境。他們認為,早期地球大氣中可能含有氧氣,而高活性的氧原子有可能降解有機化合物。還有人認為,火山活動會產生其他氣體:二氧化硫,硫化氫,二氧化碳和氮氣。然而,在2008年,一支來自美國和墨西哥的團隊改進了這個實驗,模擬出接近火山噴發的實驗環境,結果竟然生成了更多的有機物。

宇宙中的生命

拋開早期地球的大氣成分不說,正如奧巴林所表明的,米勒一尤裡實驗中的混合氣體也存在於太陽系的其他星球上。這就引出了一個問題—在其他遙遠的星球上,是否也可能存在原始生命呢?答案似乎是肯定的。1969年,默奇森隕石從太空墜落到澳大利亞維多利亞的默奇森鎮。分析表明,默奇森隕石中含有90多種胺基酸。毫無疑問,這些化學物質是在浩瀚宇宙中的其他星球上生成的。這樣的發現激起了人們的猜測,也許生命並非起源於地球,而是像默奇森隕石中的胺基酸一樣,在其他星球產生,然後隨彗星和隕石來到了地球上。

這就是有生源說( panspermia),1903年由瑞典化學家斯凡特阿倫尼烏斯( Svante Arrhenius)首次提出。如果這一假說成立,那麼人類和地球上其他所有生命都是外星人的後代。

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