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研究生命起源的科学方法

生命起源研究方法是研究宇宙中无生命物质演化成初始生命体之过程的科学方法。主要有以下三方面：①生物是地球上的特殊产物，还是宇宙物质的一种普遍存在形式。这种从特殊到一般的认识方法，首先从实验室的研究开始，以便验证生命体沿着下列途径合成：从无机物开始→有机物→氨基酸→蛋白质→细胞→低等生物→高等生物→智慧生物。具体方法是将甲烷、氨、水等物质组成的所谓原始大气，经长时间加热、放电，用可见光、红外线和紫外线照射之后，大气内便出现了生物的基元物质——氨基酸。近代的试验已获部分成功，已经从无机物合成组成蛋白质的三种氨基酸(共有24种)。②宇宙中的生物仅是地球上这一种形式，还是具有多样性?地球生物是以碳氢化合物为基础的，一般称为碳氢生物。③为什么有些物质的结合会成为生命体而另一些物质却不能。生物是在一定的条件下可以自行复制的物质，而复制就是生物的一种活化性。这要从探讨微观的物质结构来认识。近代的分子生物学已涉足这方面的研究。

近代天文观测还发现宇宙空间存在大量星际有机分子，其中有氨，也有水和甲烷等。这表明形成地球生命的物质条件在宇宙中普遍存在着。因此目前无需讨论地球生命来源于何处，它本来就是宇宙物质在特定条件下的产物，所以，地球生物在宇宙中可能具有普遍性，只要天体具有地球这样的条件，都可能产生如同地球上的生物。地球已有45亿年，在30亿年前出现低等生物，在6亿年前出现高等生物，这就是说，从氨基酸到低等生物用了10多亿年，从低等生物到高等生物用了20多亿年。目前的试验只能合成氨基酸。在实验室的条件下如何实现几十亿年的生物过程，仍然是个不解的问题。宇宙中有无以另外一些物质为基础形成的生物?如果有，它们可能是什么物质以及在什么样的条件下形成的?对这种外推式的研究方法需要从更广阔的角度去探讨生命的形成问题。目前知之甚少。在分子、原子和电子的水平上对地球生物的形成所做出的探索和了解有助于探讨其它非碳氢生命在物质结构上形成的可能性，对于解决宇宙生命是否具有多种形式的问题，也颇有重要意义。

?研究生命起源的科学方法主要包括以下几种?：

?实验模拟法?：科学家通过模拟地球早期环境的条件，如原始大气、高温、紫外线等，来研究生命的起源。例如，著名的“米勒-尤里实验”通过模拟闪电和加热无机物来合成有机物，验证了生命起源的第一阶段。?

?比较法?：通过比较不同地层中的化石和生物的基因、蛋白质等，推测生物的进化关系和生命起源的过程。这种方法帮助科学家理解生物的多样性和进化趋势。?

?推测法?：由于生命起源的过程难以直接观察，科学家常常通过推测来理解生命的起源。这种方法基于对现有生物结构和环境的分析，推测生命可能的形成路径。

?生命起源的理论模型?：

?化学进化论?：认为生命起源于地球上的无机物通过一系列化学反应逐渐演变为有机物，最终形成原始生命。这一理论强调环境条件如高温、雷电、紫外线等对生命起源的影响。

?宇生说?：认为原始生命或构成生物体的有机物可能来自其他星球，通过彗星或小行星带到地球上。?

?相关实验和研究成果?：

?米勒-尤里实验?：通过模拟早期地球大气条件，成功合成了氨基酸等有机物，验证了生命起源的第一阶段。?

?化石记录?：通过分析不同地层的化石，科学家能够推测生物的进化历程和生命起源的时间框架。

最早的微生物大概在35亿年前表露迹象。科学家认为，早期生命可能是在雷击中形成、或从深海热液口中诞生的。

地球大约形成于46亿年前，在那之后数亿年，可以说这颗星球的表面显然过于酷热，同时遭受着彗星与小行星的狂轰乱炸，因此不适宜任何一种生命形式。大约又过了10亿年，生命不仅已然存在，还以化石微生物席的形式留下了其出现的证据。

那么，这期间发生了什么？在5亿年左右的时间里，生命是怎样从非生命物质中诞生的呢？

1.被闪电击中

美国霍华德大学（HowardUniversity）化学系主任、《生命的诞生：我们究竟来自哪里》（ABriefHistoryofCreation:ScienceandtheSearchfortheOriginofLife）一书的合著者吉姆·克里夫斯（JimCleaves）指出，生命出现时的大气条件与现在大不相同。

他解释说，在20世纪50年代，诺贝尔化学奖获得者哈罗德·尤里（HaroldUrey）提出，太阳系中绝大部分行星大气以氮气和甲烷为主。尤里推断，早期地球也具有这种类型的大气，而生命的出现把它变成了含氧量更高的样子。尤里还提出这种较早的大气“可能在制造有机化合物方面颇有效率，而有机化合物就是生命的先身。”克里夫斯解释说。

尤里让自己的研究生斯坦利·米勒（StanleyMiller）开发实验，测试这一理论。这就是后来人们所知的“米勒-尤里实验”，该实验创造了一个封闭系统，在这个系统里，