生物学的历史
38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态水圈是热的,甚至是沸腾的。一些极端嗜热古细菌和产甲烷菌可能最接近地球上最古老的生命形式,它们的代谢模式可能是化学和无机自养。35亿年前西澳大利亚瓦拉沃群中的微生物可能是地球上存在生命的最早证据。
原始地壳的出现,标志着地球从天文行星时代进入地质发展时代,具有原始细胞结构的生命开始逐渐形成。然而,在很长一段时间里,生物并不多。直到5.4亿年前的寒武纪才出现大量带壳的后生动物,所以寒武纪之后的地质时代称为显生宙。
在中世纪,西方也非常流行《圣经》中描绘的上帝在七天内创造了一切。今天看来,生命的起源并不像这些古老的传说或神话中所描述的那样,而是说明了人类长期以来对生命起源之谜倾注了极大的热情和关注。但是生命的起源应该如何发生呢?科学是如何探索这个永恒的奥秘的?我们取得了哪些进展?还有哪些问题没有解决?
首先,生命的起源,第一个谜团是生命的时间,起源的时间。在中世纪,人们相信圣经中上帝造人的故事。1650年,一位爱尔兰大主教根据《圣经》中的描述推算出上帝创世的确切时间是公元前4004年,另一位牧师甚至将创世时间更精确地推算到公元前10年6月23日上午9点。也就是说生命的起源是六千年前,这当然不是真的,但是是什么呢?真的是很科学的回答。科学如何回答生命起源的时间?也就是说用化石来回答,化石保存在岩石中。我们知道,生物死后,在适当的条件下,它们的遗体被保存在岩石中。我们称之为化石。地质历史中形成的岩层,就像一本编年史,深埋在这些岩石中,更古老的生物化石保存在岩层底部。
到目前为止,我们发现最古老的生物化石是来自澳大利亚西部的岩石,大约在35亿年前。这些化石类似于现在的蓝藻。它们是一些原始的生命,肉眼是看不见的。它的尺寸只有几微米,到几十微米。因此,我们可以说生命起源不晚于35亿年。同时,我们知道地球形成于大约46亿年前。有了这两个数据,我们就可以看到生命起源的年龄,大致可以定义在46亿年到35亿年之间。在科学发展的今天,地质学家认为,在地球形成初期,地球受到了大量小行星和陨石的撞击,不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命,不如说是在毁灭生命,所以地球上生命起源的时间不早于40亿年。此外,在格陵兰岛38.5亿年的岩石中发现了碳。我们知道,碳有两种,一种是无机碳,一种是有机碳。另外,这种碳可以分为重碳和轻碳,所以我们可以根据这种碳中轻碳和重碳的比例来推断这些碳的来源。根据碳的同位素分析,科学家推测它是有机碳,来自生物体。也就是说,通过这种方式,我们大大缩短了生命起源的时间,也就是在40亿年到38亿年之间,从地球上的生命起源开始,一直到现在,都是一部无休止的生命进化史。
好的,首先我们现在有了生命起源的概念,在40亿年到38亿年前。那么生命是如何起源的呢?它起源于哪里?所以我们要回顾一些关于生命起源的假说。
首先是创造论。《旧约》第一章写道,上帝在七天内创造了世间万物。这个概念在中世纪的西方被普遍接受。可以说这种观念一直到现在都被很多人接受,当然也不成立。第二个是自生论。比如希腊人认为昆虫生于土中,春天万物更新,种子从土中发芽,昆虫从去年留下的蛋壳中破壳而出。但这不是生命的起源,而是生命的延续。可以说这种自生论现在已经完全被抛弃了。类似这种说法,比如埃及人认为生命来自尼罗河,中国古代也有腐草生萤火虫的说法。
关于生命起源的第三个假说是生物发生论,这也是19世纪在西方相当流行的理论。生源说认为生命是宇宙固有的。如果你要问我生命从何而来,你首先要回答我一个问题:宇宙是如何起源的?事情是怎么来的?你给了我一个关于物质如何来的答案,所以我可以说生命从哪里来。其实这是一种不可知论。20世纪下半叶,生物发生理论逐渐发展到现在的宇宙胚胎物种理论。到目前为止,许多科学家认为,蛋白质和遗传物质等生命必需的酶的形成需要数亿年的时间,地球早期没有足够的时间来完成这些过程。因为只有2亿年,所以他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式从宇宙的某个地方来到地球的,这个概念也是有一定证据的。