此錶盤展示地質學 時間及地球歷史 事件。冥古宙 40.78億前年部分為無生命時期,其餘部分體現了生命之演進 。最後二百萬年的第四紀為人類時間 ,在圖中太短而看不到。
生命起源的各个阶段,从能被充分理解的宜居地球 、简单分子的非生物合成,到原理基本未知的具有复杂分子功能的最后共同祖先 (LUCA)的分化。[1]
自然发生论 ,或者说生命起源 [2] [3] [4] [a] ,指的是自然 历程中无生命物质如何演变为有机分子乃至生命 的学说[5] :vi [3] [6] [7] :47 。目前普遍接受的假设是,地球上从非生物到生物的过渡不是一个单一的事件,而是一个进化的过程(即一个复杂性逐渐增加的过程),其中涉及到宜居星球 的形成、有机分子 的前生物合成、可自我复制 、自组装 、自催化 的分子,及细胞膜 的出现。[8] [9] [10] 对这一过程的不同阶段,存在许多假说。[11]
-4500 —
–
-4250 —
–
-4000 —
–
-3750 —
–
-3500 —
–
-3250 —
–
-3000 —
–
-2750 —
–
-2500 —
–
-2250 —
–
-2000 —
–
-1750 —
–
-1500 —
–
-1250 —
–
-1000 —
–
-750 —
–
-500 —
–
-250 —
–
0 —
对生物起源的研究旨在确定前生命化学反应 如何在与今日截然不同的环境下产生生命[12] :29 。其主要使用生物学和化学 理论为工具[13] ,最近的研究试图综合更多学科探讨这一问题。生命活动主要依托碳 和水的专门化学反应,主要依赖4类主要的化学物质:用于构建细胞膜的脂质 、糖类等碳水化合物 、用于蛋白质代谢的氨基酸 ,以及用于遗传机制的核酸 ,分为DNA 和RNA 两种。任何成功的生物起源学说,都必须对这些分子类别的起源和相互作用加以解释[14] 。许多研究生物起源的方法都在研究自我复制 的分子或其组成部分是如何产生的。研究者们普遍认为,目前的生命来自RNA世界 [15] ,不过在RNA诞生之前,可能已经存在别的可以自我复制的分子。
1952年经典的米勒-尤里实验 证明,组成蛋白质 的大多数氨基酸 可以在复制了早期地球的环境下从无机化合物 中合成出来。闪电 、辐射 、微陨石进入大气层产生的热量,以及海浪和洋流中的气泡内爆等外部能量来源可能引发了这些反应。其他假说(如“代谢在先”假说)则侧重于了解早期地球化学系统的催化 作用如何产生了自我复制所需的前体 分子[16] 。
一种基因组学 研究试图通过识别古菌 和细菌 (生物的两大主要分支,也称双域系统,其中真核生物 属于古菌一支)共享的基因,来描述现代生物的最后共同祖先 (LUCA)的基本特征。似乎有355个基因为所有生命共有,它们的性质表明LUCA可能是以伍德-隆达尔代谢途径 进行代谢活动的厌氧 生物,通过化学渗透 获取能量,并以DNA 为遗传密码 ,配以核糖体 维持其遗传物质。尽管LUCA生存在距今40余亿年前,但研究者们并不认为它是生命的第一种形式。早期的细胞可能有一个渗漏膜(leaky membrane),并从海底热泉 喷口附近自然产生的质子浓度梯度 中获取能量。
迄今为止,地球仍是宇宙 中唯一已知孕育了生命的地方[17] [18] :xvii ,地球上的化石证据为大多数关于生命起源的研究提供了参考。地球大约形成于45.4亿年前[19] [20] ;地球上最早的无可争议的生命证据至少可以追溯到35亿年前[21] [22] [23] 。加拿大魁北克努夫亚吉图克绿岩带 的海底热泉 沉淀物中发现了化石化了的微生物 ,这可能是地球上最古老的生命形式的推定证据,它们似乎在37.7-42.8亿年前生活在热液喷口沉积物中,这距离44亿年前冥古宙 海洋形成并不久。[24]
^ 引证错误:没有为名为Walker Packard Cody 2017
的参考文献提供内容
^ Oparin, Aleksandr Ivanovich. The Origin of Life . Phoenix Edition Series. 由Morgulis, Sergius翻译 2. Mineola, New York: Courier Corporation. 19382003 [2018-06-16 ] . ISBN 978-0486495224 . (原始内容存档 于2014-09-20).
^ 3.0 3.1 Peretó, Juli. Controversies on the origin of life (PDF) . International Microbiology. 2005, 8 (1): 23–31 [2015-06-01 ] . PMID 15906258 . (原始内容 (PDF) 存档于2015-08-24). 自20世纪20年代亚历山大·奥帕林作出历史性贡献以来,对生命起源之谜的智力挑战就在这样的假设基础上展开:生命在地球上的起源是可以推测、理解和模拟的物理化学过程;也就是说,既没有神迹,也没有自然发生。
^ 比较:Scharf, Caleb; et al. A Strategy for Origins of Life Research . Astrobiology. 2015-12-18, 15 (12): 1031–1042. Bibcode:2015AsBio..15.1031S . PMC 4683543 . PMID 26684503 . doi:10.1089/ast.2015.1113 . 我们所说的生命的起源(origins of life)是什么意思?[......]自20世纪初以来,“生命的起源”一词被用来指地球上从非生物系统向生物系统过渡期间发生的事件,即地球生物的起源(Oparin, 1924; Haldane, 1929)。该术语在很大程度上取代了早期的概念,如生物起源(Kamminga, 1980; Fry, 2000)。
^ Oparin 1953
^ Warmflash, David; Warmflash, Benjamin. Did Life Come from Another World? . Scientific American . 2005-11, 293 (5): 64–71. Bibcode:2005SciAm.293e..64W . PMID 16318028 . doi:10.1038/scientificamerican1105-64 . 根据传统的假说,最早的生物是数十亿年前地球上的化学进化的结果,这个过程也叫做“非生物生成”。
^ Yarus 2010
^ Witzany, Guenther. Crucial steps to life: From chemical reactions to code using agents (PDF) . BioSystems. 2016, 140 : 49–57 [2023-01-19 ] . PMID 26723230 . doi:10.1016/j.biosystems.2015.12.007 . (原始内容存档 (PDF) 于2021-10-07).
^ 引证错误:没有为名为AB-20141208
的参考文献提供内容
^ 引证错误:没有为名为EA-20150420
的参考文献提供内容
^ Levinson, Gene. Rethinking evolution: the revolution that's hiding in plain sight . World Scientific. 2020 [2023-01-20 ] . ISBN 978-1786347268 . (原始内容 存档于2022-05-21).
^ Voet & Voet 2004
^ Dyson 1999
^ Ward, Peter; Kirschvink, Joe. A New History of Life: the radical discoveries about the origins and evolution of life on earth . Bloomsbury Press. 2015: 39 –40. ISBN 978-1608199105 .
^ 引证错误:没有为名为RNA
的参考文献提供内容
^ Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus. Non-enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway-like reactions in a plausible Archean ocean . Molecular Systems Biology. 2014-03-25, 10 (725): 725. PMC 4023395 . PMID 24771084 . doi:10.1002/msb.20145228 .
^ Graham, Robert W. Extraterrestrial Life in the Universe (PDF) . NASA (NASA Technical Memorandum 102363) (Lewis Research Center, Cleveland, Ohio). February 1990 [2015-06-02 ] . (原始内容存档 (PDF) 于2014-09-03).
^ Altermann 2009
^ Age of the Earth . United States Geological Survey . 2007-07-09 [2006-01-10 ] . (原始内容存档 于2005-12-23).
^ Manhesa, Gérard; Allègre, Claude J. ; Dupréa, Bernard; Hamelin, Bruno. Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics . Earth and Planetary Science Letters. 1980-05, 47 (3): 370–382. Bibcode:1980E&PSL..47..370M . doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2 .
^ Schopf, J. William; Kudryavtsev, Anatoliy B.; Czaja, Andrew D.; Tripathi, Abhishek B. Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils. Precambrian Research. 2007-10-05, 158 (3–4): 141–155. Bibcode:2007PreR..158..141S . doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009 .
^ Schopf, J. William. Fossil evidence of Archaean life . Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2006-06-29, 361 (1470): 869–885. PMC 1578735 . PMID 16754604 . doi:10.1098/rstb.2006.1834 .
^ Raven & Johnson 2002 :68
^ Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; et al. Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates . Nature . 2017-03-01, 543 (7643): 60–64 [2017-03-02 ] . Bibcode:2017Natur.543...60D . PMID 28252057 . doi:10.1038/nature21377 . (原始内容存档 于2017-09-08).
引证错误:页面中存在
标签或{{efn}}
模板,但没有找到相应的
标签或{{notelist}}
模板