如果地球上没有生命。
在第二阶段，生物大分子由有机小分子生成。这一过程发生在原始海洋中，即氨基酸、核苷酸等有机小分子经过长期积累和相互作用，在适当的条件下(如粘土的吸附作用)通过缩合或聚合作用，形成原始的蛋白质分子和核酸分子。
在第三阶段，由生物大分子形成多分子系统。这个过程是如何形成的？前苏联学者奥柏林提出了总量假说。他通过实验表明，蛋白质、多肽、核酸和多糖在放入合适的溶液中时，可以自动浓缩聚集成分散的球形液滴，这些液滴就是聚集体。奥伯林等人认为，聚集体可以显示合成、分解、生长和繁殖等生命现象。例如，聚集体具有类似于膜的边界，其内部化学特性与外部溶液环境显著不同。团聚体可以从外界溶液中吸收一些分子作为反应物，也可以在酶的催化下发生特定的生化反应，反应的产物也可以从团聚体中释放出来。此外，一些学者还提出了其他一些假说，如微球和脂质球，来解释有机聚合物形成多分子体系的过程。图7聚集体简单代谢示意图第四阶段，有机多分子系统进化为原始生命。这一阶段形成于原始海洋，是生命起源中最复杂、最具决定性的阶段。目前，人们无法在实验室中验证这一过程。生命的起源和演化与宇宙的起源和演化密切相关。生命的构成元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫等，来自于大爆炸后元素的演化。资料表明，前生物阶段的化学进化不仅限于地球，化学进化的产物在宇宙中广泛存在。在星际演化中，一些生物分子，如氨基酸、嘌呤和嘧啶，可能在星际尘埃或凝聚星云中形成，然后在一定条件下在行星表面产生肽和多核苷酸等生物聚合物。通过前生物进化的几种过渡形式，最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物的进化开始，地球上产生了无数复杂的生命形式，直到今天。
38亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态水圈是热的，甚至是沸腾的。一些极端嗜热古细菌和产甲烷菌可能最接近地球上最古老的生命形式，它们的代谢模式可能是化学和无机自养。35亿年前西澳大利亚瓦拉沃群中的微生物可能是地球上存在生命的最早证据。
原始地壳的出现，标志着地球从天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命开始逐渐形成。然而，在很长一段时间里，生物并不多。直到5.4亿年前的寒武纪才出现大量带壳的后生动物，所以寒武纪之后的地质时代称为显生宙。
首先，生命的起源，第一个谜团是生命的时间，起源的时间。在中世纪，人们相信圣经中上帝造人的故事。1650年，一位爱尔兰大主教根据《圣经》中的描述推算出上帝创世的确切时间是公元前4004年，另一位牧师甚至将创世时间更精确地推算到公元前10年6月23日上午9点。也就是说生命的起源是六千年前，这当然不是真的，但是是什么呢？真的是很科学的回答。科学如何回答生命起源的时间？也就是说用化石来回答，化石保存在岩石中。我们知道，生物死后，在适当的条件下，它们的遗体被保存在岩石中。我们称之为化石。地质历史中形成的岩层，就像一本编年史，深埋在这些岩石中，更古老的生物化石保存在岩层底部。
到目前为止，我们发现最古老的生物化石是来自澳大利亚西部的岩石，大约在35亿年前。这些化石类似于现在的蓝藻。它们是一些原始的生命，肉眼是看不见的。它的尺寸只有几微米，到几十微米。因此，我们可以说生命起源不晚于35亿年。同时，我们知道地球形成于大约46亿年前。有了这两个数据，我们就可以看到生命起源的年龄，大致可以定义在46亿年到35亿年之间。在科学发展的今天，地质学家认为，在地球形成初期，地球受到了大量小行星和陨石的撞击，不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命，不如说是在毁灭生命，所以地球上生命起源的时间不早于40亿年。此外，在格陵兰岛38.5亿年的岩石中发现了碳。我们知道，碳有两种，一种是无机碳，一种是有机碳。另外，这种碳可以分为重碳和轻碳，所以我们可以根据这种碳中轻碳和重碳的比例来推断这些碳的来源。根据碳的同位素分析，科学家推测它是有机碳，来自生物体。也就是说，通过这种方式，我们大大缩短了生命起源的时间，也就是在40亿年到38亿年之间，从地球上的生命起源开始，一直到现在，都是一部无休止的生命进化史。
从65438年到0859年，随着达尔文《物种起源论》的发表，生物科学发生了巨大的变化，同时也为揭示生命起源的永恒之谜带来了一线曙光，这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论最早是由美国学者米勒在1953年证实的。既然你说地球早期温度比较高，到处都是还原性气体和水，我就把这些气体和水放在一个瓶子里，看能不能产生生命或者有机化合物。1953年，米勒把氨、氢气、水和一氧化碳放在一个密封的瓶子里，在瓶子里插上两端的金属棒，然后接通电源。通过这种闪电般的作用，确实在几天内产生了大量的氨基酸。也就是说，在地球上，在闪电下，在室温下，也可以变成无机分子，合成有机分子。我们知道你的氨基酸是构成蛋白质最重要的物质，可以说是构成生命起源最重要的物质。那么，米勒对生命起源的描述应该是什么样子的呢？即在早期，地球包含大量还原性原始大气，如甲烷、氨、水、氢、原始海洋等。早期闪电击中地球时，这些气体聚合成多种氨基酸，而这些氨基酸在常温常压下，可能会部分浓缩，然后进一步演化成蛋白质、蛋白质等多糖类，以及高分子脂质，在一定时间可能会孕育发育成生命。
但是，这种暖池也遇到了一些问题，包括两个问题。第一个问题是，现在地质学家认为，地球早期的大气中并不含有大量的还原性气体，而是含有大量的二氧化碳和氮气，比米勒气体惰性更大。在闪电的情况下，你不能形成大量的氨基酸。第二，在地球早期很长一段时间内不可能形成暖池。为什么？因为那个时候，地球早期，就像我刚才说的，有大量的陨石和流星，加上地球本身的放射性，温度非常高。一旦生命在你温暖的池中诞生，一颗陨石砸过来，温度瞬间可以达到几千度甚至几千度，生命灭绝，你只能重新拥有生命的起源。但是我们现在这么想，今天地球上有没有比较高的温度，还原性气体和生物？然后，有两部作品可以说是具有划时代的意义。一个是1967的美国学者布莱克，他在黄石国家公园的温泉中发现了大量的嗜热生物。我们知道蛋白质一般超过60度就会凝固，鸡蛋会在60度或者70度以上煮熟。但是生物在60度以上还能生存吗？以前不敢想。
现代生物学家通过对生物分子的研究，将温泉中的一些嗜热古菌与现在的普通细菌进行了比较，发现它们的遗传相似性不到60%。也就是说这些古菌含有大量的远古基因，也就是说生命起源的时候很可能就是这种类型。应该说，我们研究生命起源的最好证据，是地球上40亿年到38亿年间的岩石和化石中所包含的信息。然而，经过40亿年的变化，地球已经变得面目全非。即使你有40亿年到38亿年的岩石，它也进入了大量的品种，几乎没有信息。
所以，我们不应该把目光局限在地球上。如果生命是宇宙中的普遍现象，那么除了地球以外的其他天体上是否存在类似早期地球的环境？如果是这样，它可能会为研究生命的起源打开一扇新的窗户。我们的第一个目标在哪里？不是火星，是月球。现在地质学家认为月球是在40亿年前，一颗大行星撞击地球并在地球上消失。今天的月亮形成了，正好是40亿年。如果地球上有生命的起源，让我们在月球上看看，那就解决这个问题了。中国古代神话中有嫦娥奔月的说法，月亮上有月桂树、月兔和浪漫的爱情故事。但是到了六七十年代，随着前苏联和美国宇航员的成功登陆，这个神话彻底破灭了。月球其实是一颗没有生命、水和氧气的沙漠星球，不适合生命存在。
那么我们的第二个目标是什么？第二个目标是火星，因为火星在40亿年前很可能有过类似地球的经历。它的物质组成和地球非常相似，轨道也和地球非常相似。那么火星上有生命吗？我们在火星上要做什么？当我们寻找生命的起源时，我们应该从哪里开始？一般来说，是三点钟。火星上有生物吗？如果有活生生的生命，那就好。生命可能真的起源于宇宙，或者地球上的生命可能来自火星或其他彗星。其次，我们寻找液态水，因为我们知道水是万物之源，水是生命之源。现在我们所理解的地球上的生命形式都离不开水，所以找到液态水也是一个非常重要的指标。第三是寻找与生命相关的化合物。如果我们现在没有生物，那我们过去有吗？过去的生物是否形成了一些化合物？是否以化石的形式保存在这些岩石中？所以我们去火星寻找生命有三个目的。
1957美国维京飞船向地球发回信息时，火星上没有生命，也没有液态水。那是一颗贫瘠干渴的红色星球。然而，人类并不气馁。20世纪90年代，美国国家航空航天局加快了对火星的探索。火星探测器、火星先锋飞船和哈勃望远镜获得的图片，以及其他天体物理信息表明，过去火星上可能存在液态水。根据一些太空资料，在我们发生大洪水的山前，火星上有类似于冲积扇的结构，还有水，河流，像地球上干涸的河床一样的河流，水侵蚀岩石的痕迹。另外，还有一点很特别。在火星的两极，发现了类似地球上冻土解冻的现象。这是我们的空间信息。
所以我们对火星的研究是无奈的？至少现阶段没有。我们有来自火星的陨石。幸运的是，1984年，人们在南极冰盖上发现了一颗陨石。这块陨石带回来后，我们分析了它的元素和气体化学，发现了这块陨石。它的气体和同位素与火星上的非常相似。所以他们认为这块陨石来自火星。这颗陨石在一万年前坠落在冰原上，南极洲的冰原。
根据这块陨石的放射性同位素年代测定，这块陨石有40亿年的历史，距离现在大约40亿年，与地球生命起源的年龄完全一致。所以几十年来，科学家们对这块陨石进行了大量的研究。一些研究人员认为这块陨石含有生命的迹象。有什么证据？有三个。第一种包含几种沉积矿物。由于沉积矿物是在有水的情况下形成的，科学家推断火星上可能有水，尤其是这些矿物中有一种是磁铁矿物。他认为这种磁铁矿只能以生命的形式存在，这是第一个证据。第二，通过对这块陨石表面的化学分析，得到了多种多环芳烃。他认为这种多环芳烃与生命形式有关。第三，通过扫描电子显微镜仔细观察，发现了与细菌非常相似的生物化石。这个化石不是很大，只有几百纳米。因此，在1996年，美国国家航空航天局向世界宣布40亿年前火星上有生命。当然，这是一家之言。这块陨石中关于生命存在的信息是真的吗？当然，许多学者对证据提出了质疑。首先以磁铁矿为例。你认为它只能靠生命存活，我同意你的观点。你认为这种沉积矿物也是由生命存活下来的，我同意你的观点。只有生命有水才能沉淀，我也同意。但你要知道，这块陨石是在南极冰盖上发现的。冰里充满了水。当你撞到冰原时，大量的水会融化。当陨石撞击地球时，可能会形成许多裂缝。如果液态水和融化的水通过这个裂缝进入，难道不会也形成一种自己的沉积矿物吗？另外，如果你认为这个磁铁矿，你也可能，如果有人认为磁铁矿不是生命独有的，在其他物质条件下也是可以形成的，那么如果给出第一个证据，很多科学家认为它是不能被占据的。二是多环芳烃的问题。同样，如果你看起来像南极冰盖，那就是零下40度或者50度，也有大量的细菌和藻类。污染了吗？现在的污染可能是一万年前的。所以这个证据，你不能说它是一个非常可靠的证据，百分之百的证据。第三个证据，尤其是第三个证据，更不靠谱。就是把陨石劈开。你看这些所谓的细菌化石。这些化石，第一个，太小了，直径只有几十纳米。我们知道如果你像一个铁核，可能是0.6纳米，那么你所谓的生物化石可能是几百个甚至几千个核。所以这个基本词，我们现在理解的包裹着细胞膜的原始细胞的最小形式是不可想象的。所以陨石上是否存在生命，或者说火星上是否存在生命，还需要进一步研究。
我们观测到的第三个天体是木星的卫星，尤其是第二颗卫星木卫二，大小与地球直径非常相似。1997年，美国的伽利略飞船观测木卫二，他们发现木卫二表面有大量的裂缝，而且是很多裂缝。通过天体物理学的研究，这个星球实际上是由水组成的，而且这种水是。它变成了固态的冰，我们可以从这许多裂缝中看到，许多裂缝似乎表明这个星球可能在过去或某个时间或某个时刻融化了。换句话说，它曾经有液态水，液态水是存在的。它也有生命吗？但这仍然是一个未知数，我们需要进一步的研究。总之，随着空间科学和其他相关技术的进一步发展，对地外生命的探索为我们研究生命起源开辟了新的途径。
但是，无论生命如何起源，这三个过程都跑不掉:第一个是从无机物到有机小分子。这个过程，比如一氧化碳、二氧化碳、水、氢、氨、甲烷，你合成有机小分子，比如氨基酸、嘌呤、吡啶、核苷酸、高能化合物、脂肪酸、氯，都跑不掉。一个过程在哪里都跑不了，海底，温泉，火星，欧罗巴，所以最先研究生命起源的过程。
二是从有机小分子到有机大分子的形式，也就是刚才说的氨基酸嘌呤嘧啶，还有像蛋白质多糖核酸这样的有机大分子的过程，因为蛋白质是构成生物体的主要物质，多糖和糖类是很多细胞的骨骼和细胞壁的主要成分，还有核酸，是遗传物质，所以这个过程是跑不掉的。
这些生物的第三大分子进化成了原始单细胞的生命，无法逃脱。一个原始的单细胞被膜包裹着，含有遗传物质，需要代谢交换。所以生命起源的过程实际上可以简单地分为三个过程:对于这三个过程，我们现在走哪一步？我们还没解决什么？首先，我们来看看从无机物到有机小分子的过程。其实在这个过程中，我们可以在温泉里，在深海的“黑烟囱”里，或者在实验室里合成有机小分子。米勒的实验是最经典的实验，就是用无机物合成有机小分子。
第二个过程，我们再来看一下。第二个过程是从有机小分子到有机大分子的过程。如果进行这个过程，实际上是在温泉里，比如海底温泉，还有陆地上，像黄石国家公园，还有我们国家云南的温泉。因为这个温度很高，可以进行热聚合脱水反应，形成蛋白质。我们在实验室，这个过程可以重复。
最难的是生命起源的第三个过程，即从生物大分子到原始单细胞的过程。可以说，这个过程是迄今为止科学家在研究中遇到的最大难题。也是无机生命与生命，无机化合物与有机生命之间不可逾越的鸿沟。这个过程包括哪些部分？换句话说，研究生物大分子和原始单细胞生命应该从几个部分开始？首先，我们应该研究自身的遗传系统。遗传系统是建立自我复制的生物大分子，以及建立DNA和RNA系统。是如何建立的？是如何合成的？它们是如何具有遗传功能的？二、蛋白质的合成，要纳入自我复制系统的控制，这是什么意思？就是它的新陈代谢，就是细胞内的能量和物质的交换，接受阳光和化学能，产生有机物，然后分解有机物产生能量，就像一个马达来运转细胞，这就是过程。这个过程也很艰难。第三个过程，生物膜系统的形成，也就是说像细胞壁、细胞膜、生物膜这样的系统，为什么重要？因为我们知道，无机世界不是孤立的，不存在这种孤立，只是在生物中它有一层与外界隔离的膜，而这层膜不是绝对的孤立，而是与外界交换物质。它有一些小的缝隙，所以这个生物膜系统也是一个非常精密的生物机构，所以这三个阶段或者说步骤在生命起源中是缺一不可的，也是非常困难的。
到目前为止，我们可以这样描述生命的起源:40亿年前的地球上，无机分子合成的有机小分子聚集在火山口附近的温泉或热水中，通过聚合形成生物大分子。这些大分子自我复制、自我选择，然后自我组织、自我复制、变异，从而形成核酸和活性蛋白，同时同步生成分离结构。最后，基因控制下的代谢反应为基因的复制和蛋白质的合成提供能量，从而在地球上产生一个包裹在生物膜中的自我复制的原始细胞。这种原始细胞可能是异养的，也可能是化能自养的，它可能类似于温泉附近现代生物的嗜热古菌。这个描述用短短几百字描述了生命起源的过程。但是它有四个不可逾越的鸿沟，一个是自我选择，因为你是由生物大分子或者RNA和DNA组成的，这些都是非常有限的分子。在无机条件下，或者在闪电的情况下，或者在热水中，它形成许多这样的分子。这些分子如何选择自己，合成DNA和RNA，丢弃其他大分子？我们不知道这个过程。为什么？第二是自我复制。DNA和RNA可以自我复制，并传递给下一代。这个过程我们也不知道。第三种是分离结构，也就是细胞膜，比如细胞膜，或者细胞内部的膜结构。这个过程我们不是很清楚。是怎么形成的？磷脂等精细生物结构是如何形成的，我们还不清楚。另外就是新陈代谢的问题。我们还没有先解决你如何吸收外界能量的问题，但不管怎么说，这个温泉生命起源的假说确实有很多有利的证据支持，尤其是最近几年，它取得了一系列最重要的进展。
我们知道，温泉中含有大量的一氧化碳、硫化氢和硫化物金属矿物，尤其是黄铁矿和硫磺。一方面，硫化铁和硫有代谢作用。硫化铁是一种非常重要的催化剂。许多化学反应在它的表面或晶体骨架中进行得非常顺利。在温泉中发现了一些重要的化合物。例如，在温泉中发现一种活性物质，如硫化物。它非常类似于一种非常重要的化合物和一些化合物，提供了一种能量代谢的方式。
因此，这种代谢途径可能与温泉及其聚合物中的黄铁矿和硫有关。另一方面，遗传物质核糖核酸和RNA的出现与硫化脂肪和硫磺的化学过程密切相关。而脱氧核糖核酸，DNA，它也可以被RNA直接脱氧而进化出来。还有一个词，像黄铁矿的聚合物，就是这个温泉口的黄铁矿的聚合物。事实上，它存在于许多重要生化酶的中心，而那些生化酶可能产生于含有大量硫的温泉中。从这个角度来看，地球上的生命可能是在38亿年至40亿年前，在这些充满硫磺的热池或软泥中诞生的。然而，我们应该清醒地认识到，我们距离揭开生命起源的永恒之谜还有很长的路要走。从无机物到有机物，从有机化合物到有机生命的演变同时具有很大的偶然性。不是这样的环境，有了这样的条件，才能产生生命。有人曾经说过，这些无机物就像一个垃圾场，里面装着所有的东西，比如塑料、塑料瓶、铁、废金属、油。生命，一个单细胞，就像一辆漂亮的奔驰。一场台风过后，这些废料被组装成一辆奔驰。因此，我们可以想象生命起源的过程是非常非常艰难的。因此，也许我们是这个蓝色星球上唯一的生命天堂，所以请保护我们的地球，珍惜地球上的生命。我们不能期待地球生命的第二次起源。谢谢你。