❶ 生物是怎樣形成的
1. 對生命起源的早期猜想
從人類文明早期到十七世紀，自然發生學說一直占據著人們的主流思想——即認為生命物質是由無生命物質轉化的結果。就連極富盛名的大物理學家牛頓也認為，植物是由逐漸變弱了的慧星尾巴形成的。後來，Louis Pasteur通過巧妙的鵝頸瓶實驗證明了生物，即使是最簡單的細菌，都不能從無生命的物質中自發產生，生命只能來自生命。1870年，Thomas Henry Huxley提出了生源說：「生命始終來自先前已經存在的生命。」
然而，如果說生命來自於已存在的生命，那這個已存在的生命又從何而來呢？關於生命起源的問題——這個在自然發生論者看來不是問題的問題——生源說卻無法解決，所以生源說者經常會無賴地說：「生命是宇宙生來就固有的，你要問我生命從哪裡來的，你首先給我回答一個問題，宇宙怎麼起源的？物質怎麼來的？你給我回答了物質是怎麼來的，生命我就可以說是從哪兒來的。」因此，生源說其實是一個不可知論。
如果稍作比較，不難發現進化論與生源說其實面臨著同樣的難題——如果說高級生命是從低級的生命進化而來的，那麼是否存在最低級的生命形態？它又是如何產生的？達爾文巧妙地避開了對生命起源的討論才使得它不至於落入不可知論的泥淖，卻讓後世學者為他這不負責任的行為買單，經過幾代人的努力，最終形成了一套初步的不盡完整的理論——化學進化論。
2. 化學進化論
化學進化論是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。
原始大氣的主要成分有甲烷、氨、水蒸氣、氫等，此外還有硫化氫和氫氰酸。這些氣體在大自然不斷產生的宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下，就可能自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機小分子物質。後來，地球的溫度進一步降低，這些有機小分子物質又隨著雨水，流經湖泊和河流，最後匯集在原始海洋中。
關於這方面的推測，已經得到了科學實驗的證實。1935年，美國學者S.L.Miller等人，設計了一套密閉裝置。他們將裝置內的空氣抽出，然後模擬原始地球上的大氣成分，通入甲烷、氨、氫、水蒸氣等氣體，並模擬原始地球條件下的閃電，連續進行火花放電，最後，在U型管內檢驗出有氨基酸生成。
米勒實驗證明了原始地球具備將無機物轉化為有機物的條件，隨後，原始地球條件下有機小分子如何進化到生物大分子便成為生命起源研究中新的實驗課題。1958年，美國人S.W.Fox模擬原始地球的條件，將一些氨基酸溶液混合後倒人160℃～200℃的熱沙或粘土中，使水分蒸發、氨基酸濃縮，經過0.5小時至3小時後就產生一種琥珀色的透明物質，它具有蛋白質的部分特性，因此被稱為類蛋白質。Fox等認為，在原始地球不斷有火山爆發的條件下，火山噴出氣體中的甲烷、氨氣和水蒸氣等可能在高溫條件下合成氨基酸，而氨基酸又可能通過熱聚合反應而縮合為多肽。此外，也有人用模擬實驗得到類似核酸的物質多聚核苷酸。實驗表明，在50℃～60℃時，只要有多聚膦酸酯的存在，單個的核苷酸就可以聚合為多聚核苷酸。這些實驗證明了有機小分子可以在原始地球上合成生物大分子如蛋白質，核酸等。飽含這種有機物的海洋環境成為了孕育生命的搖籃，被稱為「原始湯」。
然而，線索行至此卻突然模糊起來。關於有高分子物質如何成為了生命，我查閱了大量資料，絕大多數都是敷衍地說：「……生物大分子經過漫長的演化……終於形成了生命，然後進化……」的確，從無生命到有生命，這是地質史上一次質的飛躍，也是研究生命起源的一道難以跨越的鴻溝，目前，人類還不能在實驗室里重現這一過程，然而，現代生命科學的飛速發展也讓我們看到了零星的曙光，下面我將展示這些資料，以求盡量給讀者一個滿意的答案。
3. 「生命源於共同祖先」
區別非生物與生物主要有兩大特徵：1、新陳代謝，即能夠與環境進行物質和能量交換以維持其生長、運動和繁殖等生命活動過程。2、繁殖，即能夠進行無限次數的自我復制。只要滿足這兩個條件則可視之為生物。
《物種起源》中雖然沒有討論生命起源的問題，但達爾文還是忍不住說了一句：「生命起源於一個普遍具有高度保守性的遺傳信息片段，在相當廣的范圍內，通過不斷的復制和分化得以進化，地球上所有現存物種源於一個原始的共同祖先。」至於那個共同祖先是什麼東西，達爾文沒有說，也無法說明。
為了跨越無生命與有生命之間的那道鴻溝，我們就必須找到那個共同祖先——地球上最原始的生命體，它必須滿足上述兩個條件，而且比它低級的任何一種形態都不能全部滿足這兩個條件。對於這樣的生命體，可以確定，它早已滅絕，現存的化石記錄里也沒有，甚至我們很難在腦海里將其構造出來，不過，我們可以通過某些具體的信息向其逼近。
根據當代生物進化論研究者的觀點，地球上的所有生命都可以歸結到三個生物類群的某一類中。這三個類群分別是真核生物（Eukaryotes）、細菌（Eubacterial）和古菌（Archaea）。最近研究表明，細菌、古菌與真核生物很有可能源於同一個祖先，它是一種30億年或40億年前漂浮在「原始湯」周圍的「原胞」實體，這種實體被稱為「露卡(LUCA)」，也就是「第一個基本的共同祖先(Last universal common ancestor)」之意。然而，它沒有留下任何已知的化石，也沒有其他物理線索可揭示其身份。
但我們還是有蛛絲馬跡可尋的。首先，我們必須明白，作為一個祖先，「露卡」應該具備以下兩個特徵：1、年代最久遠。2、結構最簡單。其中「年代最久遠」是為了確保它的祖先地位，而「結構最簡單」是為了確保它能由生物大分子直接形成。這兩個特徵其實並不等價，在原始單細胞生物領域，並非越低級的生物結構越簡單，真核生物不一定比原核生物來得要晚（關於這一點我會在第4節說明）。而且在原始地球，退化的現象相當流行，突變即使令生物失去了某些結構，在生存競爭並不激烈的當時，它仍能生存繁衍。這一結論似乎給我們尋找同時滿足這兩個條件的「露卡」帶來困難。
雖難如此，科學家們還是通過基因組分析和實驗室模擬生成等巧妙的方法，初步描繪出「露卡」的肖像。
4. 基因組圖譜下的「露卡」肖像
基因是個好東西。通過構建基因組水平DNA、RNA 和蛋白質序列分析的技術平台，科學家們在生物分類、生物進化及生命起源等領域取得了傑出成就。
那麼，從基因分析中得到的「露卡」肖像又是怎樣的呢？
最早應用基因分析研究「露卡」的科學家是伊利諾斯大學分子生物學家Woese。20世紀60年代末，Woese發明了一種通過比較rRNA小節序列來測量物種間關系的方法。假設基因突變會隨著時間的推移自然增長，兩種物種的rRNA越是不同，它們分離的時間就越久。
Woese測定了200多種原核生物的16S rRNA 和真核生物的18S rRNA 的序列，發現在原核生物中實際上有第三種類型生物：古菌。盡管古菌與細菌在許多方面相似，但缺乏定義的肽脂糖，並且具有幾個真核細胞的特性。自此後，科學家採用一種新的分類系統，將生物分為三個域：古菌、細菌和真核生物。那麼，這三個域是以何種順序進化而來？換句話說，「露卡」更像細菌，古菌，還是真核生物？鑒於當時條件，Woese並未解答。如今，這個問題是否已得到解決？
20世紀80年代，科學家對rRNA所進行的進一步比較表明，細菌是最古老的域。這與我們的常識相一致，因為原核生物無論從那方面看都比真核生物簡單，甚至很多人認為細菌是通過融合、內共生、內吞作用、膜內陷等方式進化成真核生物的。並不是所有人都同意這一觀點，法國巴黎大學的帕特里克•福特勒教授就是其中一位主要反對者。福特勒教授指出，盡管真核生物更復雜，但它們也充斥著原始結構。例如，真核生物染色體包括成串線狀DNA，這需要一種稱為端粒的分子來保護其末梢在復制過程中不受損壞，而細菌染色體是環狀，所以不需要端粒來保護。
至於為什麼細菌在基因分析中表現得更古老，福特勒教授解釋說，基因分析方法本身存在一個重大缺陷：沒有將不同域的突變的不同速度考慮進去。與真核生物相比，細菌圓滑，在製造蛋白質方面效率更高，它們可以在幾秒鍾內就啟動蛋白質合成道路上的第一步，而同樣的生物進程真核生物需要半個小時，所以，在同一時段內細菌基因的變異會比真核生物大得多，因此單從基因分析得到結果來看，細菌等一些進化速度更快的直系後代看上去比實際要「老成」，造成細菌比真核生物古老的假象。
由於原始生命突變的速度難以確定且與突變本身有關，這一重大缺陷便使得基因分析的說服力大大下降。而最近發現的另一個重大缺陷又使堅持基因分析法的科學家們不得不轉變思維。
20世紀90年代，首批基因組排序計劃宣告完成，這使得研究人員能列出所有生命形式共同的基因。但令人吃驚的是，「生命樹」所有的基因數量結果卻相當少。例如，最新一項研究對100個物種進行了比較，結果只發現60個基因是普遍存在的。這種分析揭示的僅僅是哪些基因是原始的，而與這些基因「落戶」的物種沒有關系。由此科學家們意識到，基因可能在不同的物種間進行轉移。
基因平行轉移是比較基因組序列得到的一個令人震驚的結果。這說明原始細胞的所有組成成分很容易通過基因平行轉移的方式進行改變或取代，這或許是當時生命進化的主要動力，卻為基因分析帶來了更大的麻煩，基因的整合使生物的基因組變得雜亂無章，並且這種整合是隨機的，基因組的特徵便很難向我們表達它應該包含的信息。而我們要尋找的「露卡」位於這些原始生物的最低層，它的基因組早就被平行轉移摻和得面目全非，直接追溯「露卡」的基因組無疑困難重重。
然而，隨著細胞變得越來越復雜，這種平行轉移將逐漸減少，一旦到達某種臨界復雜程度，即細胞的各成分出現了高度的整合——稱為達爾文式閾值（Darwinian threshold）——基因的平行轉移將停止，基因組開始取決於遺傳，具有不同特徵的直系後代開始出現，這樣一來基因分析便頗具參考價值。於是，科學家們只好轉而研究達爾文閾值以上的生物的基因組，以此來推斷「露卡」的基因組成。
在尋找「露卡」的過程中，研究古細菌的基因組非常重要，因為古細菌的生長環境更接近原始地球的狀態。1996年，科學家們解析了從深海發現的古細菌物種詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschii）的基因組全序列。這是第一個被分析的古細菌類生物的基因組，其主要的環狀染色體共有150萬對鹼基，含大約1700個基因。通過比較基因組研究，研究者推斷出「露卡」可能具備這樣一些特徵：蛋白質合成的裝置最為發達，但尚未完全；RNA合成的功能要比蛋白質合成差一些；而DNA合成的機制則基本沒有。此外，它具有較為發達的代謝途徑，包括氨基酸和核苷酸代謝，以及輔酶的合成等。
然而1700個基因對於「露卡」這位祖先來說似乎是太多了，「露卡」的結構必須盡量簡單以確保它能從無生命的形態直接演變而來。那麼，還有沒有更簡單的模型？
生殖道支原體（Mycoplasma genitalium）是一種寄生細菌，它的基因組是目前已測定的物種基因組中最小的一個，僅有468個基因。科學家將它的基因組與另外一種細菌流感嗜血桿菌（Haemophilus influenzae）的基因組序列進行了詳細的比較，發現有240個生殖道支原體基因與流感嗜血桿菌基因存在垂直同源性。經過進一步研究，科學家們得出結論「露卡」至少需要大約250個基因。
5. 「人工露卡」與多分子體系
「露卡」肖像的確定除了通過用計算手段比較基因組以外，另一個重要的途徑是採用實驗的手段。
其實上個世紀生物學界一直流行著一種尋找「最小基因組」的「游戲」，即找到那個包含最少基因卻又能剛好維持生命體生命活動的基因組序列。這一過程一般是在實驗室里完成，而所得到的那串基因組序列及其操控的生命體實際上反映了「露卡」的特徵，所以我們可以把這些生命體稱為「人工露卡」。
早在比較基因組方法出現之前，美國科學家M. Itaya就利用基因剔除方法，在細菌枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）基因組上隨機敲除了79個基因，通過分析這些基因剔除品系是否存活來探討最小基因組，從而得到了第一個「人工露卡」。另一位著名的科學家C. Venter也採用基因剔除的辦法，對上一節所說的生殖道支原體的基因逐個進行敲除，並檢查其存活情況，最終得出結論，生殖道支原體有可能只需要265到350個基因就可以生存。
這個結果與比較基因組方法得到結果驚人地相似。Venter得到的「人工露卡」也許能很好地描述「露卡」的特徵，通過對這一「人工露卡」形態與生活史的進一步研究，一張「露卡」的肖像隱約浮現在了我們眼前：
（1）含有250到350個基因，不含內含子
（2）一套基本上完整的DNA復制系統
（3）一套進行DNA重組和修復的系統
（4）一個幾乎完整的轉錄、翻譯系統
（5）一組具有4個RNA聚合酶亞單位的轉錄裝置
（6）一組參與蛋白質折疊的分子伴侶蛋白
（7）一組蛋白質轉運機器
（8）完整的無氧中間代謝途徑
（9）一條輔酶合成途徑
（10）一種將生命體與周圍環境隔開的結構
這一套機制確保了生命體能夠繁殖、表達、遺傳、變異、進化以及代謝，這是對生命的基本要求，也是「露卡」最可能的模樣。我們不妨吧這一機制稱為「露卡機制」。
這也許很令人沮喪，因為「露卡」看起來也很復雜，我們很難想像生物大分子是如何形成這一機制的。那麼，還有沒有更簡單的模型？
我們以上討論的都是從已知物種出發由復雜向簡單逼近「露卡」的追溯過程，那麼，可不可以從生物大分子出發由簡單向復雜逼近「露卡」呢？
1924年，前蘇聯生物學家A.I.Oparin在實驗的基礎上提出團聚體學說(Coacervate Theory)，認為生物大分子蛋白質和核酸的溶液混合在一起時可以形成團聚體，這種多分子體系表現出一定的生命現象。奧巴林將明膠(蛋白質)溶液與阿拉伯膠(糖)溶液兩種透明的溶液混合在一起，混合之後溶液變為混濁，顯微鏡下可以看到均勻的溶液中出現了小滴，即團聚體。用蛋白質、核酸、多糖、磷脂及多肽等溶液也能形成這樣的團聚體。這種團聚體直徑1—500微米，外圍可形成膜一樣的結構與周圍的介質分隔開來，能穩定存在幾個小時至幾星期時間，並表現出簡單的代謝、生長、增殖等生命現象。
20世紀60年代，美國人S.W.Fox提出了微球體學說(Microsphere Theory)，強調了蛋白質在生命起源中的重要作用。他將於燥的氨基酸粉末混合加熱後在水中形成了類蛋白微球體，並把它看成是原始細胞的模型。這種微球體直徑較均一，在1—2微米之間，相當
圖2 團聚體（右）與微球體（左）
Fig.2 Coacervate(right) and microsphere(left)
於細菌的大小。它表現出很多生命特徵：其表面具有雙層膜，能隨著介質的滲透壓變化而膨
脹或收縮；能吸收溶液中的類蛋白質而生長，並能像細菌那樣進行繁殖；在電子顯微鏡下還
可以觀察到它具有類似於細菌的超微結構。
這種團聚體或微球體統稱為「多分子體系」，那麼，多分子體系是否就是「露卡」呢？答案是否定的。多分子體系雖然能夠進行簡單的代謝、生長和增殖等生命活動，但是它與真正意義上的生命還是有本質的區別的，因為它沒有完整的「露卡機制」，它不能完成核酸的復制、轉錄與翻譯。也就是說，它雖然能簡單地分裂形成多個個體，但卻不能將其性狀遺傳下去，不能遺傳倒沒什麼，但是不能遺傳也就意味著不能進化，作為一種不能進化的「生物」，它完全沒有資格擁有「祖先」這個稱號。「露卡」與其本質的區別就在於它已經具備了這套機制，它能夠進化。
多分子體系雖然還不能成為「露卡」，但它的發現還是有其意義的，它揭示了生物大分子之間能夠相互作用形成具有生命活力的分子團，如果說「露卡」理論是從上往下逼近了達爾文所言的「共同祖先」，那麼「多分子體系」理論則是從下往上向其逼近。好，我們的鴻溝變窄了，現在只剩下一個問題：「露卡機制」是如何產生的？
對於這一問題，我只能說，「露卡機制」的產生是一個謎，現代科學在這方面的研究收效甚微，不但如此，我們的科學越是發展，我們對DNA復制、轉錄和翻譯的機制知道得越多，我們越是對它那高度的精確與智能百思不得其解。即使到目前，如果我們仍相信進化論，我們也只能說，它是多分子體系在「漫長的演化」中逐漸形成的。
❷ 地球上的生物是怎樣形成的
大約30億年以前，大雨停止後，地球進入了另一個發展階段。地球的原始大氣中含有氨、甲烷、氰化氫、硫化氫、二氧化碳、氫氣、水等成分，但沒有游離的氧氣，大氣中一些氣體和地殼表面的一些可溶性物質溶於水中，在宇宙射線、太陽紫外線、閃電、高溫等的作用下自然合成了一系列的小分子有機化合物，例如氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等，匯集在原始海洋中，形成霍爾丹所謂的「原始湯」，從而為生命的誕生准備了必要條件。 當氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪酸等有機小分子形成後，在適當的條件下，它們可以進一步形成復雜的有機物質。例如蛋白質、核酸、多糖、類脂等大分子物質。其中蛋白質和核酸的形成對於生命現象具有非常重要的作用，對於它們的形成主要有兩種觀點。 （1）陸相起源：他們認為聚合反應是發生在火山的局部地區，聚合生成的生物經雨水的沖刷匯集到海洋，並在一定的條件作用下，繼續發展成為復雜的有機物質。 （2）海相起源：認為在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有機物可以被吸附於粘土一類的物質的活性表面，而在適當縮合劑存在時，可以發生聚合反應。 生物大分子不能獨立表現生命現象，只有形成了眾多的、乃至成百萬的一蛋白質、核酸為基礎的多分子體系時，才能表現生命萌芽。 而生物大分子在溶液中大量聚集，從而形成各種獨立的多分子體系，出現團聚體或微球體。由於多分子體系可以起到有機表面的催化作用，而反過來作用與各類單體的聚合，促使產生更高級的蛋白質和核酸，然後通過有序性逐漸提高的長期過程，其結構、機能便愈益復雜和完善，由此產生出原始生命。
❸ 地球上的生物形成了什麼的生活規律
地球上的生物形成了新陳代謝的生活規律，與周圍環境進行質能轉換與守恆。
❹ 生物是怎樣形成的
在太陽能和地熱能的作用下，簡單無機化合物和甲烷等化合形成了簡單有機化合物(如氨基酸、單糖等)，並逐步演化為生物大分子(如蛋白質、多糖等)，為生命的產生創造了條件。大氣中O2的積累主要是依賴於生物的光合作用。原始海洋中的蛋白質、氨基酸首先形成無氧呼吸的細菌(原生物)，並逐步演化為含有葉綠素的藻類，在水體中進行光合作用放出遊離氧。經歷了20多億年的進化，終於在6億年前出現了海洋的生物群，4億年前形成了水陸生物和藻類的生命系統，逐漸形成了生物圈。游離氧的出現促進了生命的進化，並使地球在4億年前出現了能屏蔽太陽強烈紫外線輻射的臭氧層，保護了陸地植物的生長。陸地植物的生長和微生物的作用，產生了土壤層。土壤是岩石與植物相互作用下的產物。土壤層的形成，又使易於流失的養分在地表上富集起來，從而促使陸地植物更加繁盛，保證了生物圈的發展與繁榮。
❺ 生物究竟是怎樣形成的呢
你好！在地球形成和衍變過程中，由於在一些特殊條件作用下，最先將海洋里的一些有機元素和某些元素結合，形成簡單化合物或者蛋白質，之後蛋白之間相互作用，逐漸出現了單細胞生物的形成。單細胞生物在不斷生長繁殖過程中，慢慢形成了多細胞生物。進而逐漸演化，才有各種生物的形成。推薦一款游戲：孢子，可能能更詳細了解生物進化。