⑴ 從DNA到單細胞生物的進化的過程
DNA變成細胞?這是哪的題?大氣中的有機元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源(銷叢稿如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發等等)的作用下,合成有機分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氫、氨、磷酸等等)。這些有機分子進一步合成,變成生物單體(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。這些生物單體進一步聚合作用變成生物聚合物。如蛋白質、多糖、核酸等。這一段過程叫做化學演化。鄭猛蛋白質出現後,最簡單的生命也隨著誕生了。發生虧孝在距今大約36億多年前。從此,地球上就開始有生命了。
⑵ 世界上的第一個單細胞生物是怎樣行成的
地球上最原始的生物實際上就是RNA,這比任何原核細胞拉,真核細胞拉都要早, 總而言之來之於地球當時環境中的化學反應.
地球生命的形成
在40億年前的地球水環境中,原子組合成分子,形成新的四力平衡體,而且地球在形成過程中,已聚合了極多的星際有機分子,這些分子組合成大分子,利用彼此的引力場和反引力場來尋找合適的組合對象。大分子、分子、原子三間也是依靠彼此形成的力場來尋找合適的組合對象,形成新的復雜四力平衡體,其中引力場起到遠距吸引作用(5-20個原子直徑),這也就限制了大分子在大范圍獲得所需的組合對象,因此大分子彼此組合成一種能移動的組織形式,即最原始的海洋微生物。能移動的大分子團主要採用定向釋放電磁力的方法,逐漸發展成能在森棚水中游動的原始組織,因此它們能獲得大量所需的食物(四力平衡體),並在體內積存了一些分子,這些分子在原始微生物母體力場導引下,組合成與母體相似的新微生物,這些原始微生物實質上就是一些復雜大分子團形成的四力平衡體,這也是生物基因復制的雛形。
這些大分子團還不是現代意義上的蛋白質與核酸的聚合體,只是多種氨基酸、核苷、磷酸、碳水化合物及其它一些有機小分子的無序聚合體,當核苷和磷酸組成成核苷酸,並逐漸形成核苷酸鏈,這些核苷酸鏈形成的力場就對周邊的氨基酸形成力場束縛作用,進而組裝出肽鏈。或者先由多種氨基酸組合成肽鏈所形成的力場對周邊的核苷酸形成力場束縛作用,進而組裝出核苷酸鏈,隨著形成的肽鏈和核苷酸鏈越來越長,分子量越來越大,最終形成核酸和蛋白,核酸與蛋白的形成是彼此相互作用的產物,是同時產生的。
筆者認為,如果融合奧巴林的團聚體理論、福克斯的類蛋白微球理論和趙玉芬的「核酸與蛋白共同起源」理論,就能較清楚解釋地球有機生命的起源。
上述「大分子團」就相當於團聚體或類蛋白微球,只不過其中有機物成分更復雜一些,除了多種氨基酸外,還有構成核苷酸鏈的組件(核苷、磷酸)及一些如碳水化合物之類的有機分子。
有機生命的產生過程大致分為三步:先是原始地球簡單的無機化合物形成原始的有機物質(碳氫化合物及其最簡單的衍生物),二是在第一步基礎上,逐漸發展為復雜的有機化合物(糖、核苷酸、氨基酸)和它們的聚合物多糖、核酸和蛋白質,以及其它有機物質,三是隨著地球上自然條件的演變,上述物質進行復雜的相互作用,最後產生具有新陳代謝特徵、能生長、繁殖、遺傳、變異的原始的有機生物。
在各種「類太陽系」的類地行星上,其擁有的碳、氫、氧、氮、硫、磷等有機生物演化必需的化學元素都是相同的,地球有機生物的演化模式在其它類地行星上也適用,那些外星有機生物必然經歷從RNA到DNA,從單細胞到多細胞的演化過程。因為在36—40億年前的地球上,各種有機生物進化繁演模式之間進行著激烈地競爭,最終是最具適應力的RNA繁演模式勝出,這種模式從單一的源擴展到全球,其它有機生物繁演模式被淘汰。也就是說,地球上最初的有機生物繁演模式是最佳的,這種模式可以推廣到宇宙中其它類地行星上;當然,核苷酸和氨基酸的種類可能有所不同,而且由於類地行星環境各有不同,有機生物此後的演化之路是大相徑庭的,特別是在DNA的基因編碼與蛋白質種類上是豐富多彩、千奇百怪的。
各種生物DNA中都有很多不表達的、似乎無用的基因,但生物的進化是非常注意節約的,在生物體最重要的部位(DNA)卻有如此多的無用之物,這是不合常理的。筆者認為,這些「無用基因」實際上是「備用基因」-+,這些都是生物經過35億年進化的結晶,哪春兄它伴隨著生物經歷了無數風雨(如生存環境、食物來源的變化),這是生物的最大財富,正是這些「備用基因」使生物具有極強的適應力,保留這些舊的基因編碼比重新建立要快速得多,使生物具有更強的適應力,也許當地球某些區域極度乾旱時,某些哺乳動物會重新演化出爬行動物的抗旱鱗片,也許在未來的水世界中,某些陸地動物會重新演化出鰓。在人類新生兒中,會出現一些反祖現李襲象,如多毛、長尾巴,這是因為在胚胎的基因復制過程中出錯,將某段「備用基因」表達出來。
生物進化的原動力就是為了維持自身的復雜四力平衡,不斷地從外界獲取所需的四力平衡體(能量、營養)。在競爭中,大分子團比小分子團有競爭力,因為前者的力場強,單細胞生物又比大分子團有競爭力,多細胞生物比單細胞生物有競爭力;能先敵發現的生物更有競爭力,因此進化出眼睛,有鋒利牙齒或爪子的生物更有競爭力,體積大的生物更有競爭力,因為他們在搏鬥中產生的電磁力大。隨體積增大,它們發展出一種通訊機制,使體內的大小分子團能充分協同,因此進化出神經系統和原始的腦;能學會捕食技巧的生物更有競爭力,因此進化出更大容量的腦。復雜的競爭環境促成生物進化。
地球生物圈就是幾百億種四力平衡體互相競爭、互相協同的統一體。地球微生物之所以進化出植物和動物兩大類不同的四力平衡體,是因植物和動物奪取的是不同類型的小四力平衡體,兩者是互補的,即食草動物奪取的是植物的四力平衡體,食肉動物奪取的是食草動物的四力平衡體,而微生物奪取的是植物、動物的四力平衡體,植物則吸收經微生物分解後的四力平衡體,這就構成一種循環,三者都有生存的空間。動物、植物、微生物實質上就是一種聚合了幾萬――幾億億個大分子團的「集成四力平衡體」,這種聯合的目的就是為了更好地奪取外界的四力平衡體,這是生物進化的原動力。生物體就象一種聯合作戰的分子集團軍,各種分子各司其職,部分分子聚合成接收可見光的眼睛,用於尋找有用的四力平衡體(食物),部分分子聚合成能定向釋放電磁力的肌肉,用於捕獲食物,部分分子聚合成神經細胞,用於聯絡機體內各種協同作戰的分子兵團(組織、器官),部分分子聚合成消化系統,將捕獲的各種「集成四力平衡體」(動物、植物),分解成可供體內分子使用的小分子(氨基酸、糖等)。生物體獲得的各種四力平衡體也由各種分子合理分配。
在行星上只要有液態水存在,加上碳、氮、磷等元素,就能形成有機分子,並進一步聚合成最原始的生物,而宇宙大部分恆星的最終產物正是上述化學元素,星際中飛舞著極多的生命種子—「有機分子」,另外一小部分大質量恆星最終產生的是金屬類重元素,也是生物進化所必需,宇宙及生命的演化是經過設計的,這就是宇宙程序。
宇宙就是一種超級的信息處理交換系統,在運行奇子級、引力子級、粒子級、原子級、分子級、生物級程序的過程中,各種信息編碼(引力子、反引力子、粒子、原子、分子)進行著非常頻繁的交換和處理,在協同和自組織中演化出紛紜復雜的宇宙萬物,生物體可說是這種信息處理交換系統的一種小集成,它們頻繁地輸入宇宙中的各種粒子、原子、分子、引力子、反引力子,經復雜處理後,轉換成對自身有用的信息編碼(如各種生化反應),獲得有用能量,維持生物級程序的運行,並將無用的編碼通過各種渠道排泄出來(肺、皮膚、排泄口)。生物進化是生物基因程序通過與外界的粒子級、原子級、分子級、引力子級程序的信息交換來實現的,當自然環境發生變化,即上述宇宙程序的協同運行環境發生變化,生物基因程序通過接收上述程序的信息編碼(粒子、原子、分子、引力子、反引力子),使部分生物基因發生變異,修改生物基因程序,以適應新的自然環境,即新的宇宙程序協同運行環境,形成生物的進化。
自然界中的自組織、協同現象,本質上就是眾多四力平衡體從競爭(混沌)中逐漸建立秩序的過程。
自然界的有些混沌現象是因地球引力場使地球自轉,而使地球上的流體(如水、空氣)呈現螺旋形運動。分子、原子、粒子世界出現的混沌現象是因微觀物質中的各種引力場和反引力場的相互干擾造成的。
經濟學、社會學領域的混沌現象,是因地球上的每一種物質如動物(人)、植物、微生物、礦物、水、空氣都是四力平衡體,這種混沌現象與生物體內的混沌現象是類同的,將人比作生物體內的每種分子,將城鎮比作細胞、器官、組織,將道路比如血管,將政府比作中樞神經系統,將地球的自然資源比作生物體所需的能量和營養,差別在於每個人都擁有獨立思考的大腦,而生物體內的分子卻沒有,所以社會的運行不及生物體有序。
⑶ 生命是如何誕生的(我是指有機物變成單細胞生物)
生命從有機物變成單細胞的過程:
1.由無機小分子物質(如氫、氨等)生成有機小分子物質(如氨基酸、含氮鹼基、核糖或脫氧核糖等)。
2.從有機小分子物質形成生物大分子物質。在原始還原性大氣中生成的生物小分子(如氨基酸等)被雨水沖淋,溶解於原始海洋中,這些生物小分子要進一步變為生物大分旦族子(如氨基酸變為蛋白質),就必須脫水縮合。
3.從有機高分子物質組成多分子體系.蛋白質和核酸等有機高分子物質,在原始海模虛弊洋中越積越多,在一定條件下(如高溫和適當的pH等),它們相互作用,能形成多分子體系,有界膜與周圍環境隔開,呈大小不等的球狀,在原始海洋中漂浮。
4.從多分子體系演變為原始生命。這一步的實質就是以蛋譽攜白質和核酸為主要成分的多分子體系,要產生生物膜和遺傳物質,進而慢慢形成有機生命體。
⑷ 單細胞如何進化的
首先,所謂進化,就是在生殖過程中,遺傳物質發生重組和突變,使親代和子代以及子代不同個體之間出現變異的現象稱為進化。實際上,這個定義還要補充的就是,使個物種適應環境的才叫進化,否則為變異畝悉。
單細胞(生物),在生長或生殖過程中,遺傳物質有微小的概率會因為內外環境而發生迅笑乎改變,而這種改變恰好是有利於其生存的,那麼擁有這樣的改變的個體就會比其他個體更容易生存跟繁殖,當這個有升餘利的改變通過繁殖,使所有的該單細胞物種都帶有時,物種就進化了。
⑸ 地球一開始的單細胞生物是怎麼來的
地球誕生在距今四十六億年以前。一開始,地球表面處於熔融狀態,火山活動特別強烈,逐漸釋放出大量的氣體,主要是水蒸氣、氫氣、一氧化碳、氨氣、甲烷、硫化氫等有機物質,這種狀況一直持續了很長時間,所以地球的早期發展階段一直是缺氧的。大量的這樣的有機質匯集在原始的海洋里,而火山、閃電和太陽紫外線能釋放出大量的能量,上述各種物質在這些能量的作用下,逐漸形成了乙醇、脂肪、碳氫化合物、氨基酸和類似蛋白質的物質,這些物質混在一起,科學家叫做「有機湯」。在某次聚合中,「有機湯」中形成了一個核酸大分子。這個核酸分子能夠自我復制。復制以後的核酸仍然攜帶著母體核酸的結構密碼。這個密碼可以將許多氨基酸分子聚合成蛋白質大分子,蛋白質在核酸外面形成了保護膜和附屬結構。這就是最初的細胞和最早的生命。
⑹ 復雜有機物怎樣進化成單細胞生物
生命的形成與進化
生命是宇宙物質演化的最高級形式,也有人認為生命只是宇宙演化的副產物中微不足道的偶然現象,由於發生了種種時間和空間的巧合,才得以在地球上出現.的確,在宇宙中滿足生命形成與演化所必需的地方,即使不是唯有地球,也是很少的,地球所繞轉的太陽是恆星中少有的單星,例得它外圍有穩定的生談嘩態圈存在;太陽又是第二找恆星,使得其行星從一開始形成就有生命所必需的碳,氧等重元素存在;太陽大小適宜,使它既有足夠的存在時間供生命形成與進化,又有足夠的光和熱去孵育和羊育生命,地球本身也是一個特殊的行星,它的軌道全部在太陽的生態圈內;它大小適宜,使 它的引力能保留住水和大氣,且大氣層厚薄適當,即擋掉了大多數紫外線,又不至於遮住過多的陽光;地球有較強的磁場,使生命免遭宇宙帶電粒子的致命轟擊……,總之地球在許多方面擁有得天獨厚的生命存在條件,使其成為宇宙中少有的生命家園.地球在46億年前形成後,便開始了生命形成歷程:原始地球中的無機物在太陽紫外線的作用下,形成了簡單有機物,它們通過水流匯集於海洋,在那裡化合成復雜的有機物:這些復雜有機物形成生命的過程,至今仍然是個疑案,但其中必定有不計正中其數的巧合,在地球形成生命的過程中幸運地發生了;這樣,原始生命在地球形成15億年後出現了.原始生命在漫長的歲月里不斷進化:16億前有細胞核的單細胞生物出現,7億年前多細胞生物出現,3.7億年前陸地生物出現,2.8億年前爬行動物出現,1.8億年哺乳動物出現,7000萬年前靈長目動物出現,3500萬年削類人猿出現,400萬直前原人出現,50萬年削直立人出現,直至3.5萬年前出現了現代人類;於是在宇宙史紀元150億年時,宇宙中便月了智慧生物創造的技術和文明.我們目前所知的生命僅限於地球生命,而科學家對地外生命和文明的樂觀估計是:僅銀河系就含清行可能有6億個行星有生命存在,其中擁有技術和文明的的行星也多達100萬個!
⑺ 最早的生命怎樣產生,為什麼有機物可以成為單細胞生物
生命究竟是怎樣起源的,這個問題存在著多種臆測和假說,並有很多爭議,是現代自然科學正在努力解決的重大問題。
現在學術界普遍接受的是由《物種起源》和米勒實驗為理論基礎的化學起源說。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據的發現,人們對生命起源的問題將會有更深入的研究。
化學起源說將生命的起源分為四個階段(米勒實驗)。
第一個階段,從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的。
米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,隱友局接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過程。
經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。
米勒的實驗試圖向人們證實,生命起源的第一步,從無機小分子物質形成有機小分子物質,在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二個階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下,通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說,他通過實驗表明,將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能灶讓自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團聚體。
奧巴林等人認為,團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象。例如,團聚體具有類似於膜那樣的邊界,其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物,還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應,反應的產物也能從團聚體中釋放出去。
第四個階段,有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程。
(7)分子如何進化為單細胞生物擴展閱讀:
人類生命起源說一直是科學界爭論不休的問題。據最新出版的《新科學家》雜志報道,地球生命可能起源於淡水池塘,而不是學術界普遍認為的深海熱源附近。據報道,聖克魯斯加利福尼亞大學的研究人員認為,淡水比鹹水更有可能孕育生命。他們說:「盡管已知的最古老的生物化石是海洋生物的,但生命實際上起源於淡水池塘」。
科學家們認為生命起源的第一步是:能自我復制蛋白質——後來發現為DNA——被一種叫泡的薄膜圍繞。阿佩爾與他的同事合作,已經能夠使用早期地球的物質成分在淡水的條件下製造出這種泡,而在鹹水的環境下卻不能得到相同的結果。
報道說,研究結果對海洋起源學說提出了質疑,但與達爾文的理論類似。一個世紀以前,達爾文在他的個人書信中曾經猜想,生命起源於「富含氨和磷的有機鹽、光、熱、電等相關物質的小池塘中。」
人類生命形成後,多數科學家都同意人類祖先源於非洲的觀點,但對於人類第一次走出非洲之後的發展過程卻持有不同意見。美國科學家最近提出了一種人類進化的新觀點,認為人類曾經三次走出非洲。
科學界一般認為,大約200萬年前,現代人類的祖先直立人就出現在歷史舞台上,開始從非洲向世界各地擴張。這就是人類第一次走出非洲。有人提出,直立人離開非洲後,現代人就在世界不同地區興起。
但也有人認為,約在5萬年前又有一批人走出非洲,完全取代了歐亞大陸的早期居民。美國華盛頓大學的科學家艾倫·坦普爾頓提出,也許上述兩種意見都有一定的道理,事實可能居於兩者之間。後期的非洲移民對人類基因特徵有很大影響,但他們是以通婚的形式實現的,而非告睜以武力手段完全取代原來的居民。
參考資料:網路-生命起源理論