生命是否只存在于地球?

虽然长期的努力尚未发现地球之外存在生命,但越来越多的证据表明,地球不可能是宇宙中唯一孕育生命的星球.在太阳系中,火星仍是发现地外生命最有希望的天体.火星探测和火星陨石研究都证明,它在早期历史上有过一个湿润的环境,其表面曾经有过河流、湖泊、甚至海洋,完全可以孕育和支撑生命活动.直至现在,火星的次表层等局部区域仍有地下水的活动.木卫二和其他外行星的卫星很可能存在冰下海洋,也是未来探测地外生命的重要目标.开普勒太空望远镜发现了大量的系外行星,其中一部分落在宜居带,并具有岩石表面,验证了宜居行星在宇宙中存在的普遍性.原始的球粒陨石、碳质小行星、彗星、星际尘埃等存在有大量复杂的有机分子,为构建生命体提供了关键的物质基础,是联系无机-有机-生命演化链条的重要环节.生命起源与地外生命的存在与否,不仅是最基本的自然科学问题,也是深空探测的重大科学目标.     

地外海洋——外星生命的摇篮

地球生命在宇宙中是孤独的吗?随着越来越多的地外海洋的发现,科学家相信外星生命是可能存在的,因为海洋是生命之源.所谓"地外海洋",是指地球之外其他星球上的海洋.海洋中的液态分子可以溶蚀和改造岩石,从而为外星生命的起源和演化提供丰富的营养物质.     

资讯

星球太阳系外的有机分子可能形成地球生命起源台湾中研院天文及天文物理研究所筹备处主任郭新利运用红外线光谱技术说明恒星中可迅速发生化学合成。通过比较恒星演化后期各阶段(红巨星、原行星状星云与行星状星云)的红外线光谱,发现具有脂肪族结构的有机小分子仅需数千年时间便     

生命起源应该如何认识与研究

1993年，笔者曾在《世界科学》（1993．[2]）上发表了“地球原始有机圈与生命起源同源说”一文，其中重点有三：一是将地球上生命的起源与原始有机圈的起源联系起来作为一个主题进行研讨，即‘以“地球原始有机物（圈）及生命的起源”这一命题来代替传统提法“地球生命的起源”’；二是提出“地球作为一个行星的诞生不仅仅是原始（太阳系）尘云物质的凝聚、集结，而且是自前地球尘云时期起，到地球形成，直至生命出现，形成生物圈，其中有机物与无机物都是同源共生、同步演化和相关发展的”，即“地球由原始弥漫态星云到凝聚态星球体的形成…     

慧星撞击计划

彗星是由46亿年前太阳系形成过程中的剩余碎片构成的天体,也是人类可以接触到的最古老的天体,太阳系的诞生、地球生命的出现都可以从它们身上找到线索。美国国家航空航天局(NASA)和斯坦福大学的一个联合科研组,在对最丰富最广泛的一类气态有机分子——多环芳香烃(PAH)进行研究之后证实了这一点。     

彗星撞击计划

彗星是由46亿年前太阳系形成过程中的剩余碎片构成的天体，也是人类可以接触到的最古老的天体，太阳系的诞生、地球生命的出现都可以从它们身上找到线索。美国国家航空航天局(NASA)和斯坦福大学的一个联合科研组，在对最丰富最广泛的一类气态有机分子——多环芳香烃(PAH)进行研究之后证实了这一点。     

海口虫——脊椎动物演化的起点

探寻生命的起源,追问人类起源,我们从哪里来?我们是谁?我们往哪里去?人从猿进化而来,仅仅是这一追问的第一步。但云南澄江化石群的出现,将这一追问以惊人的速度飞跃式地问到了一个新层次,给后人探寻人类起源开辟了一个崭新的天地。在大约5.44亿～5.1亿年前,地球上发生过一次极精彩的大规模的生命演化事件.距今约35亿年前出现在海洋中的构造简单的单细胞生物(原核生物)经过不断地演化在这一时期突发性地发展     

共同祖先的遗传物质、细胞特性与代谢特征的探讨

关于生命的起源和演化对于公众和学术界都是一个深刻的问题.最初的生命可能起源于原始的地球环境,也可能来自星际间的尘埃、彗星和陨石等.生命的本质是一个化学过程,其最基本的特征是能够自我复制和新陈代谢.在前生命时期地球特定的物理化学条件下,由有机小分子的相互作用聚合形成了主宰生命的核酸、蛋白质及其他大分子物质,之后逐渐演化形成具有新陈代谢、自我复制能力的原始生命体,最终产生生命的基本单元细胞.1859年,英国博物学家查尔斯·达尔文在《物种起源》一书中提出了进化论的观点,并且认为所有现存的和已灭绝的生物都有一个共同的起源,后人将之称为所有现存物种的共同祖先(last universal common ancestor,LUCA).生命的起源和演化是一个极其复杂的问题,本文主要从这3个方面入手:(1)LUCA的遗传物质是DNA还是RNA?(2)LUCA是简单的还是复杂的?(3)LUCA的代谢特征有哪些?希望能让读者对LUCA和关于LUCA的讨论有一个大体的认识.     

动态点击

生命起源新说最初的生命究竟诞生于海水中还是来自太空，或是另有起源?据德国最新一期《科学画报》杂志报道，来自德国杜塞尔多夫大学的威廉·马丁与英国格拉斯哥环境研究中心的科学家米歇尔·罗塞尔等人提出了一种新假说：生命最初起源于海底含有硫化铁的岩石。科学家认为，在上述狭小空间内聚集的氢气、氰化物、硫化物与一氧化碳及其他生命体起源所需物质最终发生相互反应，并形成了最初的有机体。目前关于生命起源已有多种假说，其中较为主流的是“海洋起源说”。这种假说认为，在大约38亿年前，当地球上的陆地还是一片荒芜时，海洋中开…     

吉林陨石的天然剩磁和早期行星际空间磁场强度的初步探讨

研究陨石的天然剩磁,测定早期太阳系的磁场强度,对于人们了解地球和行星的起源与演化有着重要的意义。最近,我们通过对吉林陨石的磁性分析,提出42亿年前行星际空间磁场强度比现在高上万倍的初步认识。本文就是这一研究结果的简要报道。     

动物在5.2亿年前首次享受自由呼吸

<正>地球上的生命可能在35亿年前就出现了,早期生命是没有细胞核的原核生物,当时大气中的氧气含量不到现今水平(21%)的十万分之一.大约在20多亿年前真核生物开始出现,与当时大气中氧气含量增加到现今水平的1%以上相关.而复杂的多细胞生物直到8~6亿年前才开始逐渐繁盛,这也与氧气含量增加到现今水平的10%以上有关.但宏观双侧对称动物直到5.4亿年前起始的寒武纪早期才开始大量出现,并迅速辐射和多样化,被演化生物学家称为"寒武纪大爆发".在地球漫长历史中的这一短期内的生命快速演化曾使达尔文非常困惑.其原因至今依旧是生物     

深海热液区化能自养微生物多样性、代谢特征与环境作用

热液生态系统是如何形成的?深海热液活动在地球生命起源与演化中贡献是什么?作为深海热液生态系统初级生产者,化能自养微生物在热液区从无机到有机的物质能量转化、元素生物化学循环、热液生命起源演化、热液共生体与生态系统形成发挥着重要作用.深海热液生态系统的能量来源主要是地幔岩浆房水岩反应所产生的还原性物质,包括氢气、硫化氢、甲烷以及还原性金属离子等.化能自养微生物广泛分布于羽流、烟囱壁及热液沉积物等各种热液区生境,通过氧化热液中所携带的还原性物质获得能量、固定二氧化碳,形成热液生态系统初级生产力.通过长期的生物与非生物过程的交互作用,演化形成独特的深海暗能量生态系统.热液微生物的多样性分布特征与影响因素、热液区极端环境适应性机制与环境作用,以及热液生物共生机制等仍是目前重要研究内容,相关研究将有助于认识深海暗能量生态系统的形成机制以及深部生命过程.     

自然信息

从深空漂来的神秘微粒　　从太阳系边沿飘浮到地球大气层的尘埃粒子每年有数千吨之多 .它们是 45亿年前太阳和诸行星还未成形时充斥在太阳星云外缘物质的遗迹 ,当彗星从太阳系外围入侵内太阳系时便把它们带进来了 .以前在这些尘埃中曾经探测到简单的有机分子 ,但当美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的化学家布拉德利 (JohnBradley)和华盛顿大学的一个科研小组对1 994年在地球同温层捕集到的被命名为Be navente的粒子进行研究时却有了新的发现 .有机化合物的分子一般由碳、氮和氢的原子组成 .在地球上 ,大多数碳原子的原子核中有 6个中子 ,约…     

臭氧层

气体的稀薄层,在我们上空数十公里,是地球"生命保护体系"必要的一部分.如果没有臭氧层,陆地上是否存在生命将是疑问.地球是具有化学活性并富有氧气的大气层的行星,这在太阳系中是独一无二的。化学反应将会在几千年中把大气层推到一个非活性状态,使氧气转化成稳定的化合物,如CO:和水。由于地球上的生命不断地把大气层的氧气份更新,所以这一情况就没有发生. 所有具有大气层的其他行星都被惰性气体如CO:、氢气和甲烷气层包围。     

陨石有机物的启示

陨石有机物是陨石中所含有并确证为非地球物质污染所致的有机物质,包括氨基酸、烃类化合物及其他有机分子。陨石有机物无疑给我们带来了许多我们过去所不知道的宇宙信息。尽管有些信息目前我们还不能解译出来,但它们的发现和确认对研究宇宙的演化,尤其是有机物的起源和演化,乃至生命的起源,都不无重要的意义。     

生命的起源

地球大约是在45亿年以前形成的,而第一个生命约在地球形成5～10亿年以后才诞生。这些原始生命是由复杂的有机分子组合而成的。在地球最初形成的5～10亿年之间,在合适的反应条件下自发地形成了这些有机分子。但是,最初的生命形式与现代的生命     

星球

太阳系外的有机分子可能形成地球生命起源，地球上最先进的房子——“太空屋”，欧洲天文学家发现超级地球，靠吸食过活的长颈龙，臭氧层破洞正在迅速修补中     

深空探测之前沿科学问题探析

深空探测的驱动力源于人类探索未知的天性,是科学研究的前沿领域之一.自二十世纪六七十年代的月球探测高潮以来,人类的深空探测任务已经实现了对太阳系八大行星等主要天体的探测,获得了大量的科学发现,同时也发现了更多未解之谜.进入21世纪以后,人类深空探测迎来了又一次高潮,参与探测的国家和探测任务的数量都有了巨大提升,技术的发展也提高了探测的成功率.从太阳系形成到生命出现并演化到智慧生物,太阳系经历了复杂的演化过程,地球和其他行星环境经历了剧烈变化.要证实和重建这个过程还有大量科学问题有待回答,需要依赖更多精密计划的深空探测任务去寻找线索.太阳系的形成与演化、行星宜居性、地外生命探索等是当前深空探测的核心科学内容.前太阳系物质组成、太阳系的初始状态、行星系统的形成过程是太阳系形成与演化研究的关键科学问题,类地行星沿不同路径演化的原因是行星宜居性研究的重要方面.地外生命探测是深空探测的核心内容之一,生命的起源与演化、地外生命信号识别、地球极端环境类比等是主要的研究内容.针对已经计划和正在论证的深空探测任务,系统梳理其中的前沿科学问题及其研究现状和研究手段,能够为深空探测任务的科学规划提供参考,孕育...     

是什么点燃生命?

45.5亿年前,刚刚成形的太阳系一片混乱.当时的地球频遭系内小行星狂轰滥炸,是一颗炽热的行星,根本不适宜生物生存.此后的十亿年间,太阳系逐渐稳定下来,地球表面的环境也变得越来越适宜微生物生存.今天,生命已经遍布地球.那么,是什么导致了生命诞生在地球上?     

中元古代海洋生物碳泵:有机质来源、降解与富集

碳循环是生命改造地球的最主要途径.海洋是地球上最大的活跃碳库,其储碳-释碳的异常波动对地球表层系统演化具有革命性影响.然而,中元古代无机碳同位素的相对稳定表明,地球碳循环达到了一个相对平衡的状态.因此,研究中元古代海洋中由微生物主导的碳循环对于我们认识地球宜居演化具有重要意义.本文从有机质来源、降解与富集等方面论证了中元古代海洋生物碳泵的主要地球化学过程,提出初始有机质来自以蓝细菌为主的多源生物,有机质降解有反硝化细菌、铁还原菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等多种微生物参与.以中元古界下马岭组为例,定量分析了受初级生产水平和水体氧化还原程度控制的微生物降解作用及降解程度,估算14亿年前的海洋惰性可溶碳库增储可能达1000×10¹²～2500×10¹²t,仅燕辽盆地埋藏的有机碳就达6000×10⁸t.最后,本文讨论了磷、铁供给对海洋碳循环的重要控制作用,提出未来开展高精度沉积地球化学解析和多元素循环精细建模研究的必要性.