無機物與有機物最簡單的區分方法(無機物到有機物)
2023-05-10 02:53:47 1
一、 一切離不開數理化40億年以前生命的證據,因為重轟炸,幾乎已經不可考了。
(一顆隕石撞擊毀滅了恐龍,2.2萬顆隕石撞擊地球會發生什麼?)
我們直接進入重轟炸以後的時間:39-38億年之間。剛剛經歷了重轟炸的地球,千瘡百孔,地球仿佛又回到了冥古宙的時候:火山、巖漿、硫磺味的空氣。但是生命在這地獄之下孕育。
冥古宙地球想像圖
原始的地球,因為火山的爆發,大氣的成分以二氧化碳、氫氣、氨氣、甲烷、二氧化硫等等為主。
火山爆發氣體成分
但是畢竟這時候全球已經遍布海洋,水循環已經開始,大氣循環也已經開始,地面和空氣中的電荷形成了雷電(這是物理!),雷電擊中在火山附近高溫的海洋中,在這些雷電和溫度的催化下,水中的有些無機物質開始產生了化學反應,一些以碳原子為骨架的有機物開始合成(這是化學!),米勒實驗,我們在各種書本、自然博物館中都能見到的實驗,模擬了原始地球上物質從無機到有機的過程:
米勒實驗示意圖
灌滿甲烷、氨氣和氫氣的混合氣體模擬原始大氣成分,這些大氣與水蒸氣一起混合不斷接收火花放電(模擬雷電),一周後,生成了20種有機物,包括4種組成蛋白質所需要的胺基酸。後續的科學研究表明,幾乎全部的生物小分子都可以通過這種方式形成。
就這樣,原始海洋中,這些有機小分子開始到處都是了,這原始的海洋被形象地稱為「有機湯」。
到處都是有機物的海洋,有火山源源不斷地熱能和大氣中狂暴的雷電,有機物們相互反應,形成生命就只是一個概率問題了(這是數學!)
二、 複製!複製!複製!有機物們在海洋中以各種形式相互反應,形成了各種各樣的物質。但是有一些物質出現了一些奇怪的性質:它們開始利用熱能複製自己!
直至40億年以後,有機湯已經完全消失,但是依然還有一些分子會利用各種能源複製自己,它們只是簡單的核酸或者是蛋白質外殼加核酸的形式,它們是一些非細胞的原始生命形態,在現在被叫做病毒!
病毒:只有蛋白質外殼和內部的核酸
病毒是一種介於生命與非生命之間的物質,因為它沒有新陳代謝,它唯一的功能就是複製自己,以毀滅宿主的方式複製自己。
如果要說生命最初的形態,那麼它可能就是病毒。
在原始有機物複製自己的過程中,有時候會發生一些複製錯誤的情況,這種情況被叫做變異。變異很多,但是有用的很少。(演化中無所謂有用無用,變異是一個中性詞,只不過有些變異能夠有利於生命生存,有些不利於,這些有利於生命的我們稱為有用)
DNA複製變異點
變異,這就是驅動生命演化到現在的內在機制,這只不過是生命複製自己時候發生的錯誤而已。
三、 自私的基因有機分子(DNA或RNA)們開始的時候僅僅能夠複製自己,但是漸漸的,有些變異的分子能夠利用它們攜帶的信息合成蛋白質了,這些蛋白質形成了變異分子外部的保護層,保護著有機分子安全地進行複製工作——原始的細胞誕生了。
草履蟲細胞
所有的生命體,就是由一個個這樣的細胞組成,細胞的核心就是這些DNA或RNA,我們稱之為核質體(原始的細胞核)。
這些核質體攜帶有遺傳信息,我們稱之為基因。基因存在的終極目標就是為了複製自己,不管生命體是以什麼方式繁殖下一代,其最終的目的其實只有一個,複製自己!
我們看到動物世界裡面為了尋求交配權而大打出手,植物們想盡一切辦法傳播花粉、種子,這其實只是為了,滿足這些基因複製自己的要求而已。
但是不管怎樣,生命到此已經出現了:蛋白質包裹的核質體形成了最早的細胞。
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