生命起源 | 地球上最早的有機物如何形成
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。生命起源的各個階段,從能被充分理解的宜居地球、簡單分子的非生物合成,到原理基本未知的具有複雜分子功能的最後共同祖先(LUCA)的分化。[1]自然發生論,或者說生命起源[2][3][4][a],指的是自然歷程中無生命物質如何演變為有機分子乃至生命的學說[5]:vi[3][6][7]:47。目前普遍接受的假設是,地球上從非生物到生物的過渡不是一個單一的事件,而是一個演化的過程(即一個複...
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。生命起源的各個階段,從能被充分理解的宜居地球、簡單分子的非生物合成,到原理基本未知的具有複雜分子功能的最後共同祖先(LUCA)的分化。[1]自然發生論,或者說生命起源[2][3][4][a],指的是自然歷程中無生命物質如何演變為有機分子乃至生命的學說[5]:vi[3][6][7]:47。目前普遍接受的假設是,地球上從非生物到生物的過渡不是一個單一的事件,而是一個演化的過程(即一個複雜性逐漸增加的過程),其中涉及到宜居星球的形成、有機分子的前生物合成、可自我複製、自組裝、自催化的分子,及細胞膜的出現。[8][9][10]對這一過程的不同階段,存在許多假說。[11]
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對生物起源的研究旨在確定前生命化學反應如何在與今日截然不同的環境下產生生命[12]:29。其主要使用生物學和化學理論為工具[13],最近的研究試圖綜合更多學科探討這一問題。生命活動主要依託碳和水的專門化學反應,主要依賴4類主要的化學物質:用於構建細胞膜的脂質、醣類等碳水化合物、用於蛋白質代謝的胺基酸,以及用於遺傳機制的核酸,分為DNA和RNA兩種。任何成功的生物起源學說,都必須對這些分子類別的起源和交互作用加以解釋[14]。許多研究生物起源的方法都在研究自我複製的分子或其組成部分是如何產生的。研究者們普遍認為,目前的生命來自RNA世界[15],不過在RNA誕生之前,可能已經存在別的可以自我複製的分子。
1952年古典的米勒-尤里實驗證明,組成蛋白質的大多數胺基酸可以在複製了早期地球的環境下從無機化合物中合成出來。閃電、輻射、微隕石進入大氣層產生的熱量...