理解化学进化

“化学进化”一词可以根据上下文以多种不同的方式使用。如果你在和一位天文学家交谈,那么这可能是一场关于超新星形成过程中新元素形成的讨论。化学家可能认为,化学进化与氧气或氢气如何从某些类型的化学反应中“进化”有关。另一方面,在进化生物学中,“化学进化”一词最常被用来描述这样一种假设,即生命的有机组成部分是在无机分子聚集在一起时产生的。化学进化有时被称为无生物发生,它可能是地球上生命的起源。...

“化学进化”一词可以根据上下文以多种不同的方式使用。如果你在和一位天文学家交谈,那么这可能是一场关于超新星形成过程中新元素形成的讨论。化学家可能认为,化学进化与氧气或氢气如何从某些类型的化学反应中“进化”有关。另一方面,在进化生物学中,“化学进化”一词最常被用来描述这样一种假设,即生命的有机组成部分是在无机分子聚集在一起时产生的。化学进化有时被称为无生物发生,它可能是地球上生命的起源。

Supernovas are how new elements are formed

地球最初形成时的环境与现在大不相同。地球在某种程度上对生命怀有敌意,因此地球上生命的创造在地球最初形成后的数十亿年内都没有出现。由于它与太阳的理想距离,地球是我们太阳系中唯一能够在行星现在所在的轨道上有液态水的行星。这是在地球上创造生命的化学进化的第一步。

早期的地球周围也没有大气层来阻挡紫外线,而紫外线对构成所有生命的细胞都是致命的。最终,科学家们相信,原始大气中充满了二氧化碳、甲烷和氨等温室气体,但没有氧气。这在地球生命进化的后期变得非常重要,因为光合和化学合成生物利用这些物质来创造能量。

那么非生物发生或化学进化是如何发生的呢?没有人是完全肯定的,但有许多假设。的确,制造非合成元素新原子的唯一途径是通过超大恒星的超新星。所有其他元素的原子都通过各种生物地球化学循环循环。因此,要么这些元素在形成时就已经存在于地球上(可能是由于围绕着一个铁心的空间尘埃的聚集),要么它们通过在保护性大气形成之前常见的连续流星撞击到达地球。

一旦无机元素出现在地球上,大多数假说都认为,生命的有机组成部分的化学进化始于海洋。地球的大部分被海洋所覆盖。认为会经历化学进化的无机分子会在海洋中四处漂流,这一点也不过分。问题在于这些化学物质是如何进化成生命的有机组成部分的。

这就是不同的假设彼此分开的地方。一个更流行的假设是,有机分子是在无机元素在海洋中碰撞和结合时偶然产生的。然而,这总是会遇到阻力,因为从统计上看,发生这种情况的可能性非常小。其他人则试图重现早期地球的环境,制造有机分子。一个这样的实验,通常被称为原始汤实验,在实验室环境中成功地用无机元素创造出有机分子。然而,随着我们对古代地球了解的深入,我们发现并不是所有他们使用的分子都在那个时期存在。

这项研究继续了解更多关于化学进化的知识,以及它是如何在地球上开始生命的。新的发现是定期进行的,这有助于科学家了解什么是可用的,以及在这个过程中事情是如何发生的。希望有一天,科学家们将能够精确地确定化学进化是如何发生的,并能更清楚地了解地球上生命是如何起源的。

  • 发表于 2021-10-12 12:11
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  • 分类:生物

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