지구가 우주에서 형성된 후 처음에는 생명이 없었다. 장기적인 화학 진화 후, 즉, 수소, 탄소, 질소, 산소, 황, 인과 같은 대기 중의 유기 원소는 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소, 물, 황화수소, 암모니아, 인산 등과 같은 유기 분자로 합성된다. 번개, 자외선, 우주선, 화산 폭발 등 다양한 자연에너지의 작용으로 ). 이 유기분자들은 더욱 합성되어 생물 단체 (예: 아미노산, 설탕, 아데노신, 뉴클레오티드) 가 된다. 이 바이오 단량체는 더 나아가 바이오폴리머로 중합된다. 단백질, 다당류, 핵산 등. 이 과정을 화학 진화라고 합니다. 단백질이 나타난 후 가장 단순한 생명이 탄생했다. 이것은 약 36 억 년 전에 일어난 큰 사건이다. 그 이후로 지구상에 생명이 생겼다. 생물과 비생물물질의 가장 기본적인 차이점은 환경에서 자신의 생명과정에 필요한 물질을 흡수하고 자신의 생명과정에서 필요하지 않은 물질을 배출한다는 것이다. 이 과정을 신진대사라고 하는데, 이것이 첫 번째 차이점이다. 두 번째 차이점은 자손을 번식시킬 수 있다는 것입니다. 어떤 살아있는 개체든, 그들의 번식 형식이 아무리 다르더라도, 모두 새로운 개체를 번식할 수 있는 능력이 있다. 세 번째 차이점은 상속 능력입니다. 이전 세대의 특성을 다음 세대에게 전달하여 다음 세대의 새로운 개체가 이전 세대와 동일하거나 거의 동일한 특징을 가질 수 있도록 합니다. 이런 대체적으로 같은 현상이 가장 의미가 있고, 우리의 관심을 가장 받을 만하다. 이것은 그것이 이전 세대와 약간 다르다는 것을 보여주기 때문에, 이를 변이라고 한다. 만약 이런 변이가 환경에 적응하고 생존할 수 있다면, 대대로 이런 변이를 강화하여 새로운 개체의 고유 특징이 될 것이다. 생물은 끊임없이 돌연변이와 유전을 거듭하며, 오랜 시간 동안 새로운 특징을 지닌 새로운 개체가 끊임없이 출현하여, 생물을 단순하고 복잡하게 만들어 생물의 체계적인 진화를 이루고 있다.

지구의 초기 생명의 형태와 특징. 지구상에서 가장 초기의 생명 형태는 매우 간단하다. 세포는 하나의 개체이다. 핵이 없습니다. 우리는 그것을 원핵 생물이라고 부른다. 그것은 세포 표면의 주변 환경에서 직접 영양을 흡수하여 생존한다. 이런 생활 방식을 이양이라고 한다. 당시 그들의 생활환경은 산소가 부족했는데, 이른바 무산소였다. 그래서 최초의 원핵 생물은 종속 영양 혐기성 생물입니다. 그 모양은 처음에는 구형이었고, 나중에는 타원형, 호, 찹쌀로 변했다가 나선형, 가늘고 긴 실크 등으로 변했다. 형태 변화의 발전 방향에서 보면 몸이 외부와 접촉하는 표면적을 늘리고 자신의 부피를 늘리는 것이다. 현재 지구에 살고 있는 세균과 녹조류는 모두 원핵 생물에 속한다. 녹조류의 발생과 발전은 지구상의 산소 함량의 증가를 가속화했다. 20 억여 년 전 이래로, 수중뿐만 아니라 대기 중에도 대량의 산소 함량이 있다. 핵의 출현은 생물학적 진화에서 중요한 사건이다. 원핵 생물은 이미 진화했다 15 억년. 원래 세포 안에 골고루 흩어져 있던 핵물질이 상대적으로 집중된 후 핵막이라고 하는 막으로 덮여 있었다. (윌리엄 셰익스피어, 핵막, 핵막, 핵막, 핵막, 핵막, 핵막, 핵막) 세포의 핵막은 막 안의 핵물질을 막 밖의 세포질과 분리한다. 세포 속의 핵은 이렇게 형성된다. 핵이 있는 생물을 진핵 생물이라고 한다. 그 이후로 세포는 번식분열할 때 더 이상 단순히 두 개의 세포질로 나뉘지 않으며, 그 안의 세포핵도 둘로 나뉜다. 진핵생물 (당시에는 동물이 없었고, 사실 진핵식물이라고 할 수 있음) 이 약 20 억 년 전에 나타났다. 성별의 출현은 생물학적 진화 과정의 또 다른 중요한 사건이다. 성별은 생물학의 우생학을 촉진하고 생물학을 더 복잡한 방향으로 가속화하기 때문이다. 따라서 진핵 단세포 식물이 출현한 지 몇 억 년이 지나서야 진핵 다세포 식물이 나타났다. 진핵 다세포 식물이 나타난 지 얼마 되지 않아 식물의 분업이 나타났다. 식물의 세포 그룹은 주로 고정식물의 역할을 하며 고정기관이 되는 것이 현대 조류 식물 홀더의 기원이다. 이때부터 장기분화가 시작되고, 다른 기능부위의 내부 세포 형태도 분화되기 시작했다. 핵과 성의 출현은 생물체 자체의 형태와 기능의 발전을 크게 가속화한다는 것을 알 수 있다.

생명의 기원

오랫동안 생명의 기원에 대해 여러 가지 해석이 있었다. 최근 수십 년간 현대 자연과학의 새로운 성과에 따라 생명의 기원에 대한 전면적인 연구가 이뤄지고 큰 진전을 이루었다.

과학적 계산에 따르면 지구는 탄생부터 현재까지 약 46 억 년의 역사를 가지고 있다. 초기의 지구는 매우 더워서, 지구상의 모든 원소가 기체에 처해 있다. 그때는 절대 생명이 없을 것이다. 최초의 생명은 지구의 기온이 떨어진 후 매우 긴 시간 동안 비생명물질이 매우 복잡한 화학 과정을 거쳐 단계적으로 진화한 것이다. 현재, 생명의 기원은 화학 진화 과정을 통해 이미 대부분의 학자들의 인정을 받았으며, 이 화학 진화 과정은 다음 네 단계로 나눌 수 있다고 생각한다.

생명의 기원에 대한 화학적 진화는 원시 지구의 조건 하에서 시작된 것으로 추정된다. 당시 지구 표면의 온도는 이미 떨어졌지만, 내부 온도는 여전히 매우 높아서 화산 활동이 매우 빈번했다. 화산 내부에서 뿜어져 나오는 가스가 원시 대기를 형성했다 (아래). 일반적으로 원시 대기의 주성분은 메탄 (CH4) 과 암모니아로 여겨지는데, 이것은 원시 지구의 가상도이다.

(왼쪽) 원시 대기 (오른쪽) 유기물 형성

(NH3), 수증기 (H2O), 수소 (H2), 황화수소 (H2S) 와 시안화수소 (HCN) 가 있습니다. 우주선, 자외선, 번개의 작용으로 이 기체들은 아미노산, 뉴클레오티드, 단당류 등 비교적 간단한 유기 소분자 시리즈를 자연적으로 합성할 수 있다. 나중에 지구의 온도가 더욱 낮아지자, 이 유기소분자들은 빗물과 함께 호수와 강을 지나 결국 원시 바다에 모였다.

이 방면의 추측은 이미 과학 실험에 의해 증명되었다. 1935 년 미국 학자 밀러 등은 밀폐장치를 설계했다 (아래). 그들은 장치의 공기를 뽑아서 원시 지구의 대기 성분을 시뮬레이션하여 메탄, 암모니아, 수소, 물을 밀러 실험 장치에 도입했다.

증기 등 가스는 원시 지구 조건 하에서 번개를 시뮬레이션하고 연속 스파크 방전을 했다. 마지막으로, 아미노산은 u 자형 튜브에서 검출됩니다. 아미노산은 단백질의 기본 단위이므로 지구상에서 아미노산의 생성을 탐구하는 것은 중요한 의미가 있다.

또 원시 지구의 대기 성분을 시뮬레이션하여 실험실에서 퓨린, 피리 미딘, 리보, 디옥시리보, 지방산 등 다른 유기물을 만드는 학자들도 있다. 이 연구들은' 생명의 기원' 에서 무기물이 유기물을 합성하는 화학 과정이 완전히 가능하다는 것을 보여준다.

유기 소분자에 의해 형성된 단백질, 핵산 등 유기 중합체는 어떻게 원시 지구 조건 하에서 형성됩니까? 일부 학자들은 원시 해양에서 아미노산, 뉴클레오티드 등 유기 소분자가 장기간 축적되고 상호 작용하여 적절한 조건 (예: 점토에 흡착) 에 응축 또는 중합을 통해 원시 단백질 분자와 핵산 분자를 형성한다고 생각한다.

현재 원시 지구의 조건을 시뮬레이션하여 단백질과 핵산과 같은 물질을 만드는 사람들이 있다. 이러한 물질과 단백질, 핵산 사이에는 약간의 차이가 있지만, 원시 지구상의 단백질과 핵산의 형성 과정은 확실하지 않지만, 생명의 기원을 연구하는 데 몇 가지 단서를 제공했다. 원시 지구의 조건 하에서 이러한 유기 중합체를 생산할 수 있다.

유기중합체로 구성된 다분자체계에 따르면 단백질 핵산 등 유기중합체는 해양에 점점 더 많이 축적되어 농도가 증가한 것으로 추정된다. 이러한 유기 중합체는 물의 증발과 점토의 흡착과 같은 여러 가지 이유로 농축되어 서로 상호 작용하여 물방울로 응결됩니다. 이 방울들은 원시 바다에 떠 있는데, 외층 빵에는 가장 원시적인 경계막이 있어 주변의 원시 해양 환경과 격리되어 독립된 시스템, 즉 다분자 시스템을 형성한다. 이런 다분자 시스템은 이미 외부 환경과 원시적인 물질 교환 활동을 할 수 있게 되었다.

다분자 시스템에서 원시 생명까지, 다분자 시스템에서 원시 생명으로의 진화는 생명의 기원 과정에서 가장 복잡하고 결정적인 단계이며, 원시 생명의 발생과 직결된다. 현재 사람들은 실험실에서 이 과정을 검증할 수 없다. 그러나 일부 다분자 시스템은 오랜 진화, 특히 단백질과 핵산의 상호 작용이 결국 원시 대사와 번식을 가진 원시 생명을 형성한다고 추측할 수 있다. 나중에 생명의 기원의 화학 진화 단계에서 생명이 나타난 후의 생물 진화 단계까지.

생명의 기원에 대한 화학진화 과정에 대해 대량의 모의실험을 진행했지만, 대부분 1 단계에만 초점을 맞추고 있으며, 일부 단계는 가설과 추측에만 국한되어 있다. 그러므로 우리는 생명의 기원을 계속 연구하고 토론해야 한다.

단백질과 핵산은 생물체에서 가장 중요한 물질이다. 단백질과 핵산이 없으면 생명이 없다. 1965 년 중국 과학자들은 결정소 인슐린 (5 1 아미노산이 함유된 단백질) 을 합성했다. 198 1 년, 중국 과학자들은 효모 알라닌 수송 리보 핵산 (리보 핵산의 일종) 을 인공으로 합성했다. 이 작품들은 중국이 생명의 기원을 탐구하는 데 있어서의 거대한 업적을 반영한다.