1、撞击地面的强烈紫外线可以在一小时内杀死大多数生命。大约7亿年前，单细胞生物演变成多细胞生物，就像今天的植物一样，它们吸收二氧化碳并通过光合作用释放氧气。这种微观生命花了很长时间才能使地球大气充满氧气。结果，地球上最早的生命从简单的单细胞生物演化为更复杂的形式。这是人生的重大突破。一些专家认为，地衣是第一种上岸的生命形式，因为它打破了岩石，自然分化为后来登陆的生物创造了一个世界，因为没有土壤，陆地上的其他生物都无法生存。在进化的过程中，生命已经逐步发展了我们所生活的环境。
2、 Miller-Urey实验装置简单示意图。|图片来源：Wikicommons
3、迄今为止提出了许多关于生命起源的假说——神创论，宇宙发生论，或自然起源论。
4、很显然，米勒模拟实验支持了生命物质可由非生命物质转化而来的可能。尽管原料的不同和环境模拟的差异会产生不同的产物，但无论怎样，生命起源的过程总体上可以分为三个阶段：
5、科学家把多种分子放进简化了的“原始汤”中，观察分子之间是否能够结合在一起形成细胞膜。
6、和Deamer一样，Frenkel-Pinter也认为干湿循环十分关键。她说，干燥的环境为形成蛋白质和RNA等链状分子创造了条件。(生命的起源)。
7、又称“自生论”或“无生源论”，认为生物可以随时由非生物产生，或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫，鱼枯生蠹”。
8、在生命起源的研究中有太多不确定性，因此类似的争论比比皆是，它们虽然看起来激烈，甚至针锋相对，但也总是很有趣，总能带来新的发现。
9、地球生命起源于哪里，是来自宇宙还是地表？这是难于在近期取得明确结论的问题。尽管化学起源说在众多假说中占有优势，但宇宙空间中的有机分子、陨石中有机分子的发现及其他许多可以表明宇宙生命物质存在的迹象，也都需要地表化学起源说作出合理的解释。
10、Deamer在现代火山温泉开展了多项实验来验证他的想法。2018年，他的团队证明了囊泡能在温泉中形成甚至还能包裹核酸——但它们无法在海水中形成。2019年的一项后续研究发现，当得到的囊泡干燥后，核苷酸会连接成类似RNA的链
11、许多研究人员认为，如果生物体能控制好水，那么其涵义是显而易见的。生命很可能是在陆地上形成的——在间歇性有水的地方。
12、在自然起源中，大部分与地点或代谢有关，包括了基于各种科学家自己喜欢的生物分子命名的各种各样的前生物世界。通常来说，“生命来自哪里？”与“生命是怎么来的？”并不是同样的问题。
13、地球经常受到小行星的撞击，带来了原来没有来自地球的氨基酸，经漫长的发展，形成最初始的生命。
14、1999年，Roger Summons和团队在西澳大利亚25亿年前的黑色页岩中发现了藿烷分子变体。这里的岩石几乎没有受到过热量的改变，也没有受到地表生物或者地下水的污染，因此有可能让古老的生物分子保留下来。这些被称为2-甲基藿烷(2-Methyhopanoid)的分子只在光合蓝藻中被发现，而蓝藻是古地球上最主要的氧气制造者。
15、根据地质学家的研究，化学起源说中所模拟的原始生命产生的环境，只是一种臆测，所有合成生命化学过程的假设，只是在某种特定条件下产生的偶然现象，没有必然性。它面临的宇宙空间存在有机分子的事实，使它在近期内难于走出困境。当然，我们现在也不能去盲目相信宇宙生命假说。说地球上的生命来自宇宙，也需要找出更确切证据。再说，宇宙中严酷的环境，大气层的高温摩擦，又都使我们难以相信它具备能产生生命的条件。
16、与此同时，许多研究人员也表达了对Russell的热液喷口说的质疑，指出其缺少实验依据。
17、生命起源的化学进化论在1953年首先得到了一位美国学者米勒的证实，米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢？那就是在早期，地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈，比如说甲烷、氨气、水、氢气，还有原始的海洋。
18、2021年2月18日，NASA的一架航天器将穿过火星大气，点燃反推进火箭，在火星表面着陆，释放名为“毅力号”的六轮巡视器。如果一切按计划进行，这项任务将在杰泽罗陨击坑(JezeroCrater)着陆，这是位于火星赤道附近的一个45公里宽的裂口，可能曾是一个液态水湖泊。
19、米勒本身也承认他的实验与自然界生命起源相距仍很遥远。并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命，那么米勒假设大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立，因此无法证明生命起源是由单细胞进化而来的。
20、他们在实验室中模拟了早期地球环境，试图用当时地球上仅有的生命要素来解开这个谜。这些要素包括水、原始蛋白质片段、RNA和脂肪酸片段等。这些要素有一部分可能来自陨石。
21、Summons认为，地球上的光合作用在25亿年前就开始了。这个年代与当时已知的氧气的增加是一致的。这项研究也为古生物学开辟了新的道路，科学家可以在保存下来的分子碎片中寻找光合作用的起源。
22、第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。
23、目前，我们已经对生命起源和早期进化的大致时间轴有了一定了解。主流学说认为，地球被认为在大约45亿年前形成，而生命很有可能起源于地球最后的主要增长阶段(约40亿年前)和最早的已知化学化石形成(约38亿年前)之间的2亿年中。
24、 26亿年前大氧化事件(GOE)后，大气中氧气的逐步上升有效地从海洋中去除了数十亿吨可溶性亚铁，可溶性铁变得稀缺，细胞间对铁的竞争开始加剧。单纯的矿物来源已经无法支撑生命，因此对铁的获取方式重新集中在生物来源上。通过感染、捕食和内共生等其他生命形式的行为来获取铁，而且随着时间的推移，三种行为相互演变，例如，最初的剥削性感染可能会变成相互共生。
25、就像做一个化学实验，地球要怎样造出一个生命呢？
26、©2020 SpringerNatureLimited. AllRightsReserved
27、前面提到的澳大利亚默奇森陨石，研究人员发现了有机化合物，其中包含了氨基酸。这个发现表明，星际物质可以从一颗行星传播到另一颗行星，可以通过某些机遇播撒到其他地方，包括地球。
28、米勒选择了四种简单的分子作为原料：H2O、CHNH3和H2(即水、甲烷、氨气和氢气)。这些分子结构都非常简单，是地球早期的大气组成成分。米勒在其中一个烧瓶中加热水，水蒸汽顺着导管进入另一个玻璃球器皿中，并在那里和其他三种气体分子混合。米勒认为闪电很可能提供了起源化学反应所需要的能量。他在玻璃球器皿中不断地制造电火花，模拟地球大气中的闪电。
29、支持这种观点的一些关键证据出现在2009年。已知组成RNA的核苷酸有四种，当时，Sutherland宣布他和他的团队成功制造出了其中两种他们从磷酸盐和四种简单的碳基化学物质开始，包括氨基氰。整个过程中，这些化学物质都溶解在水里，但它们是高度浓缩的，关键步骤也需要紫外线辐射。这种反应无法发生在海洋深处——只能发生在暴露于阳光下的小水潭或溪流中，因为那里可以让化学物质高度浓缩，他说。
30、不过，现阶段尚无证据。同时，生命起源于陆地上较小水体的理论也得到了越来越多的实验支持。
31、生命是如何起源的？这是个非常大非常大的问题。大部分科学家相信，生命的基础构件在距今大约35亿年前首次聚合在一起，在偶然的碰撞中，首个原始细胞出现了，地球生命出现了。
32、其他研究指向了另一个元素：光。光可能也是生命起源的一个关键部分。这是麻省总医院的合成生物学家JackSzostak的团队得出的一个结论，该团队研究的是“原细胞”(protocell)，这种简易版细胞只含有少量化学物质，但可以自己生长、竞争、复制。如果这些原细胞暴露在与陆地相似的条件下，就会表现出与生命更相似的行为。Adamala参与的一项研究发现，原细胞能利用来自光的能量，以简单的繁殖形式分裂无独有偶，目前也就职于MRC分子生物学实验室的ClaudiaBonfio和她的同事在2017年证明了紫外线辐射能促进铁硫簇的合成而这对许多蛋白质都至关重要，包括电子传递链中的蛋白质，电子传递链能通过驱使能量储存分子ATP的合成，帮助为所有活细胞供能。铁硫簇遇到水就会断开，但Bonfio的团队发现，如果这些铁硫簇被3-12个氨基酸长的简单多肽包裹，它们就会更加稳定。
33、化学起源说将生命的起源分为四个阶段(米勒实验)。
34、 细胞对铁的竞争引发了多细胞进化，进化出一种新的获取铁元素的生存形式，即有机小分子铁载体，这是几乎所有现代细菌和植物都有的结构，表明现代生物在铁环境的波动中学会了更有效地使用铁元素。由于铁独特的电化学特性，不能被其他元素广泛替代，使得铁在生物系统中始终保持优势。例如，古细菌只能在氧化铁上生长，而现代真核生物只要有生物形式的铁就可以生存。真核多细胞性允许生物体内的铁循环，能够更有效地利用稀缺但至关重要的铁元素。
35、中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼，落在地上则变成鸟等。自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的)，腐肉生蛆等。
36、现如今，所有细胞生物都在使用DNA作为遗传物质，DNA携带的遗传信息能构造出蛋白质，从而实现生物的功能。DNA编码着合成蛋白质的信息，而DNA的复制又需要蛋白质的催化——那么，哪个先出现的？在生命的早期，是如何发展出这样复杂而完整的闭环的呢？
37、20世纪七八十年代，科学家在不见天日的深海海底，发现了充满生命的“黑烟囱”生态系统。这里富含矿物质的流体与炽热的火山地壳相互作用，形成喷口。这些喷口喷出的热流接触冰冷的海水时，会产生矿物沉淀，就好像冒着黑烟的大烟囱。在化学能的推动下，生命在这种不见阳光、远离地球表面的地方蓬勃发展。
38、 Zhu,T.F.,Adamala,K.,Zhang,N.&Szostak,J.W.Proc.NatlAcad.Sci.USA109,9828–9832(2012).
39、为此，本人“地外天使”只能将最新的突破性研究成果，用简单图表来说明一下生命的起源从哪里来与开始和形成的基本演化框架。植物形成的基本框架是：海洋中衍生的单细胞群体→单细胞聚集同体共生形成的多细胞初级生物体→海洋中的原生物→静态环境生存的原生物→自养光合作用形成的叶绿体和功能完善→藻类初植物→简单植物→草类植物→花类植物→种子类植物→现代大型植物。
40、 Powner,M.W.,Gerland,B.&Sutherland,J.D.Nature459,239–242(2009).
41、 尽管我们银河系的磁场是如此微弱，但它仍能对被称为宇宙射线的带电粒子的运动产生影响，弯曲它们的轨迹，甚至可以把它们束缚在银河系中达数百万年。如果没有这个磁场，宇宙射线在形成后不久就会飞出银河系，抵达不了我们地球。
42、生命可能起源于某次远古撞击后形成的陆地水体，比如加拿大曼尼古根湖一类的撞击坑。来源：PlanetObserver/UniversalImagesGroup/Getty
43、它们没有多少路需要走，只需要在空中跳来跳去，于是它们的前肢进化成了像降落伞一样的结构，降落伞长出了羽毛后，就成为了最初的鸟类。在恐龙灭绝之后，地球成为了另外一种生物的天下，虽然爬行动物是它们的祖先，但是彼此之间有诸多不同，最大的区别在于生育方式上，后者绝大多数情况下在体内孕育下一代，用母乳哺育幼儿，而不是像爬行类一样将蛋下在外界，然后再进行孵化。
44、对于这个问题，以目前的科技还不能证明生命的诞生起源于哪里，有人认为生命是起源于地球，经过时间的演变才形成了生命。而也有一些人认为是指有陨石、彗星等天外物体从太空携带进来的。
45、(d)演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系，并通过自然选择，筛选出对细胞内同步发生的生化反应进行管控的体系与规则，并最终建立起了生命的传递机制——遗传。
46、 代表论文：2-Methyhopanoidsasbiomarkersforcyanobacterialoxygenicphotosynthesis
47、神秘古菌“洛基”：来自深海底泥的微生物会是复杂生物的起源吗？
48、(b)推动了一系列的生化循环(如卡尔文循环等)和元素重组；
49、阿波罗17号在绕月轨道上拍摄的地升景象。地球是宇宙中目前唯一已知存在生命的天体。NASA
50、过程是地球上的生命在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。
51、 Damer,B.&Deamer,D.Astrobiology20,429–452(2020).
52、缩小生命起源地的范围需要充分地理解前生命化学(prebioticchemistry)：这么多的反应如何一起发挥作用，反应发生的条件范围是什么。美国印第安纳州的初创公司Allchemy总裁、化学家SaraSzymkuć率领一支团队尝试了这项艰巨的任务。该团队在9月发表了一项综合性研究，利用一种计算机算法探索了巨大的已知前生命反应网络是如何产生今天生命中用到的各种生物分子的
53、大约46亿年前，地球诞生了。在那之后不久，地表便被岩浆覆盖。到了约40亿年前，冷却了的岩浆变成了陆地，冷却过程中水蒸气变成了海洋。在这种环境下，生命，终于在地球上诞生了，而且，还是在海洋中诞生的。
54、 Deamer,D.,Damer,B.&Kompanichenko,V.Astrobiology19,1523–1537(2019).
55、还有一些轻盈的爬行动物，为了躲避肉食动物的爪牙，躲到树顶上面，之后也一直在高出洗洗，不轻易落到地面上。
56、科学家认为:在地球诞生初期，陨石轰炸地球，给地球带来的丰富的水资源。水蒸汽与矿物质和气体产生了化学反应形成了氨基酸和蛋白质，然后蛋白质与其他化学物质结合形成了单细胞细菌，这就是地球上最初的生命。我们知道地球上生物是碳基生物，因此都是以蛋白质构成的。
57、美国NSF–NASA化学演化中心的生物化学家MoranFrenkel-Pinter和她的同事对这种方法进行了拓展。去年，他们的研究表明，氨基酸在完全干燥的情况下，会自发连接起来，形成类似蛋白质的链相较于其他的氨基酸，这类反应更容易用现今蛋白质中发现的20种氨基酸来实现。这意味着间歇性干燥或能帮助解释为何生命在成千上万种可能性中，只使用了那几种氨基酸。“我们发现是它们选择了今天的氨基酸。”Frenkel-Pinter说。
58、19世纪后期，一些学者提出了生命来自宇宙的假说。认为地球上的生命是由宇宙空间的生命胚种落入地表而形成的。由于后来发现了太阳光中紫外线及宇宙射线具有扼杀生命的较强杀伤力，才使人们抛弃了对这种学说的信任。20世纪初，出现了生命起源于原始地表海洋的化学起源说，它的创始人是前苏联生物化学家奥巴林，他出版了许多论证这个学说的专著，阐述了生命由无机到有机、由简单到复杂的化学进化。美国学者米勒1953年在实验室里曾成功地以无机物和简单有机物为原料，合成了多种氨基酸等生命有机分子，后来又相继合成了复杂的生命高分子。这些都为化学起源说提供了新的证据，使许多人毫不怀疑地接受了这种观点。
59、该理论也并非被所有人所接受。其质疑者认为，仅仅能够证明蛋白质大分子可以自然形成便宣称生命可以如此自发产生，就好比给猴子一台打印机，就宣称它可以写出一本红楼梦。
60、化学起源说是被很多学者接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。
61、虽然它还很小、很脆弱、无法对环境产生一些比较明显的影响，但是在漫长的时间里，它不断的分裂、则长出了腿、触角、尾巴之类的器官，只有在浅绿色的、结构简单的最初级的海洋种游荡。
62、地球上的生命是如何开始的?有一些现有的理论关于生命起源有许多创造性的观点。有人认为，生命最初并非来自地球，而是来自遥远星球上的彗星或小行星的内核。有些人甚至说，地球上的生命可能不止出现过一次。“生命并不一定只有一个起源，”加州大学圣克鲁兹分校的生物化学家DavidDeamer说。“除了小行星撞击之外，还有其他方式可以产生生命。
63、事实上，在更原始的岩石中有生命的迹象:来自西澳大利亚41亿年的锆石中含有大量的碳，这种碳通常存在于生物过程中。但是，尽管科学家们大致知道生命是何时出现的，但他们仍然无法回答生命是如何出现的。新墨西哥大学的洞穴生物学家戴安娜·诺瑟普说:“人们提出了很多关于生命起源的理论，但它们都很难证明或反驳。”“它们中没有一个是完全令人信服的。解决这个问题不仅将填补自然科学的一个最大空白，而且对寻找宇宙中的外星生命具有重要意义。
64、碳元素(C)是生命的终极基石！也就是原料。它以无数种方式与其他元素相互结合，组成活体细胞所需的各种分子。
65、经过一个星期左右的连续实验，结果居然在试验中制造出了作为原始生命起源的“氨基酸”。生物进化大致分为两大系统。一是把氨基酸作为有机液进行化学合成进而又进行光合作用，进化出细菌的系统;二是进化出具有大型真核细胞的动物或植物的系统。虽然我们无法亲近雷电，但是如果它对地球生命的起源做出了贡献，我们就不能不对其产生敬畏之情。