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33.2: 早期地球的条件
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33.2: 早期地球的条件

大约40亿年前,海洋开始凝结在地球上,而火山爆发则将氮,二氧化碳,甲烷,氨和氢气释放到原始大气中。然而,具有生命特征的生物最初并不存在于地球上。科学家们已经使用实验来确定可以生长,繁殖和维持内部环境的生物体是如何进化的。

20世纪20年代,科学家 Oparin和Haldane提出了简单的生物化合物可以在早期地球上形成的想法。30多年后,芝加哥大学的 Stanley Miller 和 Harold Urey在实验室设备中模拟了早期地球大气层和海洋的状况,从而验证了这一假设。Miller-Urey实验以电为能源,产生氨基酸和其他有机分子,显示早期地球环境有利于生物分子的形成。最近的实验得出了可比的结果,并表明氨基酸可能是在火山活动区或海洋热液喷口附近形成的。

氨基酸和有机小分子可以自组装形成更复杂的大分子。例如,将氨基酸或核苷酸滴入热沙中可分别形成相应的聚合物、蛋白质和核酸。一类称为脂质的大分子可能会形成囊泡,提供一个单独的内部环境。这种内外分离的能力是生命的关键特征之一。生命的另一个特征是拥有遗传物质;RNA可能是第一个可遗传的遗传信息。特殊的囊泡,称为原细胞,可能含有可以自我复制的RNA。这些简单的原细胞也可以生长和进化,为地球上细胞生命的形成奠定了基础。


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