潜入深邃的海洋(奇趣科学探索之旅)
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海洋:生命的摇篮

地球上的生命究竟是如何出现的,至今也没有一个明确的答案。然而,种种线索都指向海洋,那儿可能是最早出现生命的地方。

命传说

早在几千年前,人类就开始思索生命从何而来,并因此产生了种种传说。其中,神造说的影响最大,最为深远,比如我国古人认为盘古开天地,女娲造万物,西方则认为是上帝创造了世间的一切。

不过,随着近代生物进化论的提出,“神创世界”的说法便被彻底否定了。

类猜想

除了神造说外,自然发生说也曾在19世纪前广泛流行。这种学说认为,生命是从无生命物质中自然发生的。例如,我国古代所谓的“腐草为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的)以及西方中世纪时期的“落叶成鱼”(即树叶落入水中变成鱼)。当然,这类学说随着人们对微观世界认识的加深,很快就消亡了。

另外,一些脑洞大开的人还曾提出过“生命起源于外星”的理论。具体来说就是,最初的地球上一片荒芜,寸草不生,一天,一颗巨大的陨石从太空坠落到了地面。陨石上携带着“生命胚种”,而它便是地球上最原始的生命。

这个假说听起来很刺激,但理论上根本不可能实现,因为外太空温度极低,又没有氧气,还有各种致命的辐射,“生命胚种”暴露在这样的环境里,要是还能存活,那作为“生命胚种”的后代,我们都应该是超人才对嘛!

勒实验

从古至今,众多解释生命起源的说法都被否定了。1953年,美国芝加哥大学的研究生米勒进行了一个实验。在500毫升的烧瓶中注入约一半的水,将烧瓶中的空气抽走,注入氨气、甲烷和氢气,将水煮沸,最后经受火花放电。一周后,米勒在实验装置中检测出了氨基酸。氨基酸是蛋白质的基本单元,而所有的生命都是由蛋白质组成的。

米勒的实验设备就是用来模拟原始地球的自然环境:烧杯中的水代表原始的海洋,氨气、甲烷和氢气代表原始的大气层,火花放电是模拟天空中的闪电。

根据米勒的实验,科学家们提出了化学进化起源说。原始的地球上,无机小分子聚合形成氨基酸等有机小分子,有机小分子慢慢进化成原始的蛋白质分子,再进化成有机多分子体系,最终形成原始生命。而这一系列过程都是在海洋中完成的。

氧化事件

原始地球的大气层中,一开始就充斥着氨气、甲烷和氢气,至于氧气,含量几乎为零,所以那个时候的地球生物并不需要靠氧气生活。

大约24亿年前,大气中的游离氧含量突然上升到了如今大气含氧量的1%,随后,海洋中首次出现了真核生物。自真核生物出现以后,在很长的一段时间里,地球海洋中的生命体几乎都是单细胞生物。

到了5.8亿至5.2亿年前,地球发生了第二次大氧化事件。这次事件彻底改变了地球大气的成分,使得大气氧含量达到了如今大气的60%以上,海洋也出现了全面氧化现象,为高等动物的出现和快速演化奠定了基础。

物大爆发

在第二次大氧化事件发生后,地球便发展到了著名的寒武纪(约5.43亿至4.9亿年前)时期。这一时期,海洋仿佛被施了魔法,在短短数百万年至两千万年的时间内,出现了大量的前所未有的生命。

这种几乎“同时”地、“突然”地出现门类众多生物的现象,被古生物学家称为“寒武纪生命大爆发”。

如今,生命大爆发的原因对于人类来说依然是个谜。