七章生命与智慧生物的起源与演化.pptVIP

第七章 生命与智慧生物的起源与演化 在缺氧条件下，太阳紫外线直接辐射到地球表面，在强紫外线、宇宙线或闪电的作用下，使这些无机分子的化学键断键，原子间重新组合形成一系列有机化合物，包括氨基酸、核苷酸等物质，这些有机物就是生成蛋白质诞生生命的基础物质这一理论在1953年被Stanley Miller（米勒）和Harold Vrey（尤里）在实验室实验所证实。实验是让电火花（模拟太阳紫外辐射）穿过被认为是原始大气中的各种混合气体（氨、甲烷、氢等），结果合成包括氨基酸的水溶性有机物。随后，在1959年Sidney Fox通过氨基酸合成了类蛋白球（Proteinoid microspheres），这就更加印证了生命起源是地球早期一系列化学反应的结果。 液态水的出现是地球演化史的重大转折。水的出现通过太阳的驱动产生风、霜、雨、雪和雷电，使形成的有机物进一步活化，再经过雨水的作用，经由湖泊、河流汇入到原始海洋中，经过长时间的积聚，海水便成为富含有机质的溶液，为生命起源奠定基础。 （2）形成有机高分子阶段 在原始海洋中，氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，之间又不断发生化学反应，通过缩合或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。有学者把构成蛋白质的20种氨基酸加以不同的组合，模拟火山熔岩等干燥高温（100～200℃）的的条件下，这些氨基酸就自动地聚合形成大分子氨基酸的多聚体——“类蛋白质”，表现出蛋白质的性质，其中有一些还是有类似酶的活性，甚至在保藏5～10年后在水中仍能形成“类蛋白微球”的性质。这就给人类研究生命的起源提供了一些线索，即在原始地球条件下，产生这些有机高分子是可能的。 （3）生成多分子体系阶段 氨基酸、核酸、蛋白质等高分子聚合物在海洋里的积累、吸附、聚集、键合进一步形成多分子体系，一种以蛋白质和核酸为主要成分的小颗粒，漂浮在海面。这种蛋白质小颗粒表面又逐渐形成界膜，构成独立体系并与外界环境进行物质和能量交换，为孕育生命创造了条件。 （4）原始生命诞生阶段 这是最具有决定意义的阶段，它直接牵涉到原始生命发生的飞跃过程。多分子体系形成的蛋白质颗粒经过长时间的不断演变，它们的结构和功能也在不断地发展，终于在蛋白质颗粒内部形成把同化合成和异化分解作用于统一体，并具有新陈代谢作用和能够进行自我繁衍的原始生命——最早的生命形式其实是微生物，逐渐演化出现的细菌和藻类。开始了一种新的生命过程——光合作用形成更高一级的蛋白质和制造氧气。 经过大约4亿年的积累，到距今约16亿年前，一个富含氧的大气圈形成。性质极其活泼的氧气（O2）对大气圈进行了一场革命，导致了还原性的原始大气逐渐向含有二氧化碳，水和臭氧的氧化性大气的转化。这一过程不仅进一步改变了大气圈的组成，而且臭氧在高空的积累逐渐形成了保护地球生命的高空臭氧层，为更高等的海洋生物进化和生命从海上登陆创造了条件。此后生命也就由化学进化转入生物进化阶段。 7.1.2 生物进化阶段 海洋原始生命出现之后，生命的繁衍即进入到生物进化阶段。首先原始的有鞭毛的单细胞生物开始形成，这种被认为是动植物最早的共同祖先单细胞微生物，在海洋中能进行异养生活，即利用海洋中的有机物作为营养（提供碳源），同时体内含有光合色素又能进行自养生活即利用无机碳，如二氧化碳、碳酸盐等为营养。后来由于生物进化的某种环境机遇，单细胞生物按两个不同方向分化。一个方向是向自养功能加强和运动功能退化的方向，进化为单细胞绿藻，其光化合作用不断加强，发展为植物界；另一个方向是向运动功能和异养功能增强，自养功能退化的方向，进化为单细胞的原生动物，逐渐发展为动物界。 海洋中最早出现的绿色植物是单细胞绿藻，这种单细胞微生物的发育过程导致细胞分裂，即进行无性分裂繁殖，进而发展为多细胞个体。生命一旦发生即表现出其生命力，多细胞个体不断进行繁衍遗传变异逐步分化成不同结构和功能的细胞组织和器官。多细胞绿藻中的丝状藻可能是高级植物的祖先。它一个方向进化到苔藓植物；另一方向进化到蕨类植物，适应地面生活，再进化到裸子植物、被子植物。 细菌放线菌粘细菌立克次体菌支原体菌衣原体菌螺旋体非细胞结构生物： （非核）－－病毒界 单细胞的原始鞭毛虫可能是动物的祖先。由原始鞭毛虫进化到原生动物、再演化为多细胞动物，进而分化出海绵动物和腔肠动物。腔肠动物进一步演化为原口动物和后口动物。原口动物包括扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物和节肢动物。后口动物包括棘皮动物、脊索动物。由脊索动物发展为脊椎动物。脊椎动物的出现是动物进化的大飞跃，其组织器官更完备，特别是枢神经系统发达，已分出大脑和脊髓。原始脊椎动物进化为鱼类和两栖类。由两栖类再演变为爬行动物，继续演变分化出鸟类和哺乳类。哺乳类经过长时间的进化，出现一个分支——灵长类，再分化演变发展为智慧