五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】我提出的生命起源新假说 -- forger

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家园 【原创】我提出的生命起源新假说

西西河的制度很奇怪,前两天刚注册就能发贴,忽然就变得不能回复和发贴了,还好,终于被

我发现新兵营了,那就把文章先放在里面,再麻烦斑竹大人转到科学版上去吧。

其实我提出的生命起源理论是挺简单的,几句话说完了,大家未必记住了,所以就扔了几个包袱

(这个是西西河的传统了),希望能够听到更多意见,既然原贴作为新兵无法回复,干脆一次把所有的都

说完算了。

1、我是如何解释生命起源的物质基础的:

很简单,彗星进入大气层的时候,发生爆炸,高温高压使得彗星中的二氧化碳、水、甲烷、一氧

化碳、氨等物质,聚合成了复杂的大分子,这些大分子应该分子量很大,含有复杂的各种基团,比如氨基、

羟基等等,但是,这种大分子是胡乱聚合的,没有什么规律,并不是成型的蛋白质、核酸这样的大分子。

为什么现在这个过程不能重复了?因为大气的成分发生了变化,氧气会把这些大分子重新氧化成

二氧化碳、水和氮气,没有办法保留下来,而在原始地球大气中,空气中高含量的二氧化碳不仅仅能够保

留这些大分子,甚至还会成为聚合反应的原料之一。

这些大分子,仅仅是生命起源的物质基础,变成生命所需要的各种有机大分子化合物,还需要一

个部分分解,重新组合的过程,在水的作用下,大分子发生了降解,从一部分比较弱的键开始断裂,同时

当环境发生变化,发生脱水时,又会重新发生聚合。(这个反应不是发生在大海中,而是空气中,下面会

有更详细的介绍。)

最终,经历了一系列的变化,生命所需要的物质,尤其是酶(不一定是完全的蛋白质,但是有

催化作用的有机分子)终于出现了。生命起源也就具备了物质条件。

如果要实验证明,并不困难,模拟彗星和原始大气,引爆一下,收集产物就可以了。

2、我是如何解释从有机小分子到细胞这一过程的。

彗星引发的大爆炸,不仅仅会产生有机大分子,还会将大量的尘土抛向空中,形成“核冬天”,

恐龙就是因为常年的黑暗,失去食物而饿死光了的。这些灰尘,不仅仅可以遮挡可见光,更可以遮挡紫

外线,同时会使地球的温度下降。

由于彗星的大部分组成物质是水,在爆炸过后,以尘土为核心,水汽会冷凝成小水滴,飘浮在空

中,也就是我们看到的云,由于有机分子的比重一般不大,在爆炸后,也会悬浮在空中,和水滴发生结合,

这个时候,水会使有机分子发生分解,其结果,氢含量更高,比重更小的“类脂”物质,会因为表面张力

的原因,分散到这个复合小水滴的外表面,也就是形成了对生命至关重要的“膜”。我们现在就可以说,

这个复合小水滴,就是细胞的雏形,它们在天空中飘浮,会和别的水滴相遇,互相融合,也会由于温度、

湿度的变化,蒸发掉一部分水,在水滴内部,同样不断发生着分解、重新聚合的化学反应。这就可以说是

原始的新陈代谢,水滴太大了,也会在气流中被吹成两个或几个,我们可以说这是生殖的雏形。

总而言之,彗星爆炸后,在空气中飘浮的富含有机大分子的水滴,就是细胞的雏形,在这个雏形

中,完成了生命起源的物质和结构准备。

水滴就算落到地面或者水中,由于膜的作用,它们还是和周围世界隔离开的,拥有内部的小环境

,可以继续进行着各种反应,直到变成生命为止。(我认为,落入大海,很可能会吸收过多水分,而引起

原始细胞破裂,而在陆地上,下雨,晒干的过程,反而能促进演化的进行,生命更可能实现出现在陆地上

再经过河流进入海洋的。仅仅一毫米的尘土,就能阻挡住20米深的海水都无法遮挡的,致命的紫外线。

一个直径10公里的彗星,重量就有几百万吨,其中如果1%的物质转化成了有机大分子,其质量就

有数万吨,而其能产生10的二十次方个小水滴,在数年的飘浮过程中,其中某个小水滴变成了生命,并不

奇怪。

3、我的理论和现有理论的主要差异以及其意义。

现在所有的理论基本上都认为,生命起源是个漫长的过程,需要几亿年的时间,而我的理论认为,

生命起源可以是一个很快的过程,也许几年几十年,就可以完成。生命起源的难度,远远比想象的要小。

这么一来,我们就可以看到,在漫长的地质年代中,火星、金星都同样会受到彗星的撞击,其中

产生生命的可能性是非常高的。(有研究说火星来的陨石里面有小的有机颗粒,用我的理论一下就能说明

这些有机颗粒的来源。)我们和它们的唯一区别是,我们现在的环境,更加是和生存。

再有一点,未来一两百年后,当人类有能力时,可以使用彗星去撞击金星,降低其温度,同时,

生成大量的有机物质,使金星变成第二个地球。

恩格斯说过:“生物是化学构成物沿着从简单到复杂的质变途径进化的结果。”在我的理论中,

彗星爆炸后形成的大分子有机物,其分子量肯定远远大于生命体中的各种分子,生命起源的化学进化过

程,是一个很复杂到简单,再到复杂的过程,并不是直线的简单到复杂。另外,这个过程具有一定的偶

然性,也是一个跳跃的过程,(生命的起源也许经过了相当多的彗星撞击之后,效果累计才形成了。)

并不是一个必然的,平稳的过程。

如果说具有了生殖、应激性和新陈代谢三大特征的有机体就是生命的话,生命的起源应该并不

是那么复杂而神秘的,与之相比,生命能够在变化多端的环境中幸存下来,那才是非常困难的。

也许3、50年内,人类登上火星,找到我提出的那种有机物颗粒,我的这个理论才能得到证实,

相信我能活到那一天的,现在唯一的希望,就是在那之前,能让世人知道有这个理论。

家园 【原创】感谢在原贴中给我支持的各位

原贴:

http://www.cchere.net/article/714788

比如茅延平、CatOH 、龙驹坝 、杭州人几位同志,一定等下文等的着急了吧,要相信,我绝对不是挖坑不填的,没有及时贴出来,是技术原因,不是RP原因。

家园 有几个问题

事实上,关于彗星是生命起源的物质基础,某些国外的科学家们走得更远。他们直接认为,彗星就是生命所需要的各种有机物出现的地点。因为光谱分析表明彗星存在有OH、NH和NH2基团的气体,这很容易解释为最普通的元素C、N和O的稳定氢化合物,即CH4,NH3和H2O分解的结果,这些化合物冻结的冰可能是彗核的主要成分。

从彗星的结构来看

彗星由彗核、彗髮和彗尾组成。彗核和彗发构成彗头。

彗核顧名思義為彗星的核心,大小通常在數十公里以內。

彗髮為彗星接近太陽時因受太陽光的照射,讓被凝結成固體的氣體成分被蒸發出來,進而在彗核外圍形成反射太陽光的氣團,其大小可達十萬公里。一些彗星的彗髮外面还有一层“彗雲”,主要由氢原子组成,又叫做氢云。

彗尾為彗髮受太陽輻射或太陽風的吹襲,迫使部份彗髮物質向背離太陽的方向流動,成為長條型的彗尾,而彗尾又可細分為塵埃彗尾與離子彗尾兩部份;塵埃彗尾多是白色而粗的,尾巴沿著彗星軌道而分佈,離子彗尾多為藍色而幼細的,尾巴直指太陽的反方向。大家可以看1997年4月的海爾‧博普彗星的照片便容易明白。

考虑到处于太空中的彗星不断地接受各种高能粒子的冲击,所以,被太阳光热量不断蒸发并冻结的各种小分子,如CH4,NH3和H2O等,实际上是以非常活跃的OH、NH和NH2基团存在的,这些集团在合适的条件下,自然可以形成更加高级的结构形式。(外太空就像一个非常活跃的反应炉)至于这些有机物质究竟能够到达什么程度,学术界还有争论。但是,像氨基酸,核苷酸、短链脂肪酸等比较高级的大分子物质公认是存在的,只不过其中的含量比较低而已。但是考虑到普通彗星的质量(几万吨到上亿吨),和每年地球从天外接受的撞击物质的质量(几千万吨)。天外物质作为早期生命的有机物质来源,并不是天方奇谈。

其中的一部分科学家走得更远一些,他们认为,生命直接就是在彗星上生成的;另外一部分则认为,彗星之准备好了生命所需的物质基础,生命的形成要等到彗星在进入大气的过程中,这些物质才得以充分混合,从而形成生命。

这个理论和米勒试验并无冲突,因为米勒试验使用人工闪电,来使这些小分子形成大分子。除了闪电,高能射线也具有同样的功能,不仅仅在地外太空。在地球大气外层的同温层以外,高能射线已经很强烈了,在更高一点的电离层,各种物质被高能粒子打得成为高度活化的电离状态,使得这个区域也有可能成为有机物质合成的一个活跃区域。一个例子就是每年地球上发生的固氮反应,大概有2万亿吨,其中90%是生物固氮,而剩下的不到10%的固氮反应,一部分是来源于雷电,另外一部分则是来源于同温层的高能射线。

你的关于彗星引发大爆炸的猜想,不能说是错误的,但是这种大爆炸恐怕是非常罕见的。绝大多数的彗星,在进入地球大气之后,根本连个影子都没留下就直接气化成水了。像列维九号那种大个头的,估计几千年,甚至几万年才能够一见。所以,彗星进入地球之后,依靠撞击能量来形成有机物质,其可能性比在天外要小得多。因为,首先天外有良好的反应条件(高能粒子的作用,至少不会比闪电弱,而撞击本身比闪电恐怕也强不到哪里去),充足的反应时间(每一颗彗星在撞地球之前,都在太空漂流了至少几亿年,比起撞入大气的几分钟甚至几秒钟,时间要多得多)。

而大分子的生成,过你不喜欢米勒的说法,就是原始汤的概念,恐怕也是在天外的可能性要大一些。首先是反应条件和反应时间在那里摆着呢。其次,脱水反应不是煮干了就行的,还需要较高的能量输入才行。如果能量不足,那么只有依靠高浓度来达到目的(这也是米勒试验中,检测有机物质浓度的目的)。在空气中,依靠闪电提供能量恐怕是办不到,要依靠自身的浓度来达到临界反应的要求,恐怕也是强人所难。

然后说到催化反应,酶的概念我觉得你的理解似乎有问题。因为酶虽然很高效,但是主要缺点是反应也非常专一,这种高效专一的催化剂在生命早期几乎没有什么作用。因为底物太难找了。相反,科学家们认为像粘土一类的,或者火山石那种可以大量吸附其他物质的存在,可能在生命出现之前作为主要的催化场所存在。这种催化场所的特点是,主要作用是浓缩,催化效率低下,但是几乎没有什么特异性。(我换个帖子接着说)

家园 写了半天一看,水风写得比我好多了

算了,我捧场好了。

家园 惭愧惭愧

我是东抄西抄凑出来的,所以打眼一看,写得真不错,再一琢磨,咦,这跟课本上一样啊,你看,连错别字都一样。

所以,您还是贴出来让我们大家讨论讨论好了。作揖作揖,就等着您的大作了。

家园 【原创】谢谢水风兄的回答。

相信您认真看了我的贴子,谢谢。

您的回复仅仅评论了一下其中的一部分。

我会想到这个,也是因为彗星的成分和有机物非常的相似。但是说生命是在零下一百多度的寒冷太空中,在彗星上起源的,未免困难了一点。

所有的彗星,无论大小,进入大气层都免不了摩擦,爆炸。只是大小不同,我们有的感觉的到,有的感觉不到罢了。

另外,米勒实验讲原始汤,可是经过46亿年的积累,海洋的有机物含量,只有1ppm,如果要达到原始汤的浓度,问题多多,另外还有紫外线的问题。

另外,即使原始汤浓缩了,又如何形成多分子体系、膜结构呢?这个时候,用空气中的悬浮液滴来解释,明显比较好。

还有就是现在的生物膜都是磷脂双分子膜,磷在彗星中的含量并不高,海水里浓度也不大,土壤中的含量会多,所以要把彗星和生命联系起来,必须想办法解释这个。

大彗星撞击的话,很多东西都比较好解释。当然并不排除小彗星的作用。

家园 你说的这个问题啊

另外,米勒实验讲原始汤,可是经过46亿年的积累,海洋的有机物含量,只有1ppm,

说到原始汤,就不能不说到地球上海洋的出现。一般认为,地表水的大规模出现,要晚于地壳的出现很多年。在这期间,因为大规模的火山爆发,使得地球大气的成分中的火山气体的含量大大增加,也就是说,大量的二氧化碳、硫化氢、硫氧化物以及水和甲烷的成分在原始大气中大量增加。而原始大气中的主要成分氢和氦因为地球引力的不足而逐渐流失。这个时期,地球表面的温度是很高的,几乎没有什么液态水存在。所以,这个时期被认为是符合米勒试验所验证的条件的,也就是大量的有机物质大规模形成的时期。因为没有液态水,所有的有机物质在空气中不断的结合到凝结的水中,进行各种高级聚合反应,然后因为水在下降过程中重新变成蒸汽,而继续留在空中。就这样周而复始的积累了大量的有机成分。地球表面的冷却是十几亿年的过程。在此期间,有过无数次的短暂冷却和继续升温的过程。每次短暂冷却的时候,都会形成降雨,将大量的有机物质从空气中冲刷下来,在地表形成汇集。但是,因为后续的升温过程,这些地表水重新蒸发,有机物质被留了下来,形成了脱水的大量有机物质。这个过程是个高度浓缩的过程,很多高级的有机物很可能就是在这个过程中才有可能形成。然后,是再次在空气中积累有机物,再次形成降雨把有机物质冲刷下来。每经过一次循环,地表的水中的有机物质含量就会增加一些。这样周而复始的几亿年中,很可能已经形成过生命的形式,不是一次,而是若干次,但是每一次都被过高的温度所摧毁。

这个时期大规模的火山爆发所带来的,有两个主要的影响,一个是火山灰遮盖地球,形成短暂的降温过程,使得地壳进一步变厚,并形成短暂降雨;另外就是将大量的气体释放到大气中,为大量的有机物质形成提供底物。而火山灰降落之后,太阳的热量以及地幔的运行提供了下一次火山爆发所需要的能量。

每经过一个循环,地表的温度就会下降一些,同时,在空中和地表积累一定的有机物质。而随着地球温度的不断下降,在某些地方,有可能在循环中形成不再枯竭的地表水,这些存在很可能就是原始汤的真正面目。因为是高度浓缩的,所以可能给生命的产生提供了必要的条件。

而海洋的出现,也是循环型的,但是每次新海洋的规模都是向着更大方向发展的。这是因为,一方面地球自身通过火山爆发将内部的比较轻的物质,如各种气体和水都给释放到了表面,另一方面,大规模的天外来客也带来了大量的水。在十几亿年中积累下来的水气最终才形成了现在的海洋规模。

我们不能用现在海洋的有机物质含量来推测,因为现在的海洋已经过了大量的生命存在,这些生命存在已经消耗了绝大多数的有机物质。同时,那些不能被消耗的,绝大多数已经形成了海洋沉降,在20多亿年中不断的降到洋底,并重新回到地壳物质的循环中去。

再说细胞的形成,这个问题好像是更复杂一些。先说一下磷脂双层膜,长链脂肪酸并不能自发形成脂双层膜,而只有跟磷酸集团结合之后才可以。而磷酸是一种比较活跃的酸性物质,可以跟很多有机或者无机物之进行反应,而这些物质当中,脂肪酸的反应能力是属于比较弱的。所以要想得到长链脂肪酸磷脂,就必须或者将其他的反应物质给去除,或者将长链脂肪酸和磷酸的浓度提高。而这两者,都是很难办到的。同时,长链脂肪酸无论在米勒试验还是在外太空中,形成都颇为困难。因为它不是由短链脂肪酸一步步形成的,而是由特殊的聚合反应来完成。这种反应如果不是由生物合成的话,要求较高纯度的反应物质,以及非常苛刻的反应条件。而短链脂肪酸的形成虽然比较简单,但是因为这种短链磷脂形成的脂双层并不稳定,所以并不能形成同现在的生物膜相比的结构。很多科学家认为,长链脂肪酸的合成是一个非常耗费时间的过程,这个过程很可能就是制约生命形成的限时过程。

你提到关于磷酸的问题,很多人认为早期大气因为火山气体的存在,尤其是硫氧化物的存在,而呈现酸性,这样就很容易解释为什么磷酸可以很容易的出现,因为用硫酸制取磷酸,并不是一个很复杂的反应。我个人还是倾向生命的地球起源,即使彗星贡献了大量的有机物质,膜结构只能通过火山气体形成的酸性环境才有可能真正解决。

在1997年的美国国家科学院院报上,一位著名的进化学者发表了他关于生命进化的一个新理论。他认为,生命所需要的各种物质,包括糖、核糖、脂肪酸、蛋白质等各种复杂物质的代谢合成体系,声明中所需要的通用能量单位ATP的合成以及调控体系,还有各种还原物质的产生,以及各种生命调控手段,很可能在细胞形成之前就已经存在了。换句话说,就是,细胞形成时候,我们目前生命所拥有的功能几乎都已经存在了,就等着双脂层把他们给包进去了。这意味着,生命的存在,是在一个非常高等的外界环境中生成的。这个环境已经拥有了非常高级的物质合成,遗传物质合成和分离,以及高效的调控体系。如果这个假说是正确的话,我们不得不从新考虑我们对于生命存在的形成机制的假设。比如说,以前的观念是从小分子到大分子到磷脂双分子层包裹的细胞结构。然后才是细胞内的进化过程。但是,无论是从逻辑上,还是从目前已有的部分证据来看,从生物大分子,到高分子集团,到高分子集团的相互作用以及调控机制形成,到非细胞状态的能量物质生物化,到类似物细胞膜结构的生命物质的存在,这条路线还是更加有条理,更加容易解释一些。

家园 原来牛文在这里

家园 你说得也很好啊

我看了你回复在另外一个帖子下面的内容,正是我想说的。既然你已经说出来了,我就只好另外写一点东西滥竽充数了。呵呵

对于forger的想法我觉得还是应该鼓励的。民间科学研究不是不可行,思考本来是件好事,只不过他们往往局限于自己的思考了。而实际上,在各个领域,已经有大量的文献存在了。牛顿说过,他的发现,是因为站在巨人的肩膀上。在前人的基础上,加以总结提高,科学的发现莫过如此,人类的各种知识的积累也是如此。我对于进化,也是属于票友一类的。这并不是我的本专业。我的专业是发育,因为对这些感兴趣,时常会留意一下新进展,但是我眼里的新进展,对于专业人士来说,恐怕也是很陈旧的东西了。不知道您是做什么专业的?

家园 水风谦虚了

你写的很好啊。

其实我才是真正的票友,我的专业是表面物理,跟生物八杆子都打不着只不过自己感兴趣,去生物系选过课而已。

家园 【原创】国内能看到的文献就不多了

反而是基督教的宣传品,能够给出最新的研究成果,因为他们要不断反驳进化论。

大学课本里面,关于生命起源的东西是很少的,至少没有水风兄写的详细。

另外,我看了很多文献,把生命起源和彗星联系在一起的很多,但是提到彗星进入地球大气,发生爆炸,产生高温高压的很少,因为谁都知道,没有细菌能够经受这样的爆炸还能活下来。

高温高压能促进小分子聚合成大分子,彗星爆炸能够合成大分子化合物,这个我绝对没有查到过,包括现在用google的科学和baidu的大学,都没查到相关的论文。毕竟,大分子分解,和小分子聚合是完全不同的反应,能够产生有机物的品种会多得多。

从这个角度说,我的理论还是很有新意的。当然,也可能是我看的文献不够,如果有这样的文章,水风兄看过,麻烦告诉小弟一下,我也去研究一下

基督教对米勒试验有很多批判的文章,希望水风兄看看。我的理论,可以让他们的批评都不成立。

另外,水风兄提到火山爆发的循环,似乎基督教批判过,因为水蒸气是比二氧化碳强的多的温室气体,一旦含量高了,地球的温度会急剧升高到金星的程度,直到完全蒸干海洋的。

(4、5年前看的资料,现在手头上没有,但是,您说的东西,肯定被批判过了)

基督教徒的可爱之处,就是为了说服你,会不断的找来新东西,给你开阔眼界。他们的批判,不都是无稽之谈,很多还是有理有据的。研究了批判,就可以明白,生命起源过程可能经历的道路了。

家园 感觉

这种东西,如果是闲得无聊,作为个人爱好,不妨研究,就如有人研究<易经>一样.如果是指望靠它成什么名,趁早回头.毕竟现在不是萍果砸头上就能发现万有引力的时代了.

不要说是“民科”,就是专业搞研究的,要想作出独创性的发现,谈何容易。无论哪个专业哪个方向,无论你自以为有了什么独创性的发现,仔细查一下,可能就会发现,已经有无数人在你之前做过了。

现在是大科技时代,稍微有点影响的东西,都要靠人力、靠钱堆出来。

家园 你这个假说很有问题

分散到这个复合小水滴的外表面,也就是形成了对生命至关重要的“膜”。我们现在就可以说,

这个复合小水滴,就是细胞的雏形,它们在天空中飘浮,会和别的水滴相遇,互相融合,也会由于温度、

湿度的变化,蒸发掉一部分水,在水滴内部,同样不断发生着分解、重新聚合的化学反应。这就可以说是

原始的新陈代谢,水滴太大了,也会在气流中被吹成两个或几个,我们可以说这是生殖的雏形。

你这个假说很有问题

一 膜对生命来说非常重要 但是有膜就有生命了么 这是个必要不充分条件呀 有个膜包着 到出现生命 这个质变是怎么产生的呢

二 物质交换不等于新陈代谢 生殖也不是一个变两个那么简单 你这个雏形过于简单化了

三 人工合成有机物 并没有多大难度 但是有机物离生命还差着十万八千里呢 即使在火星找到你提出的那种有机物颗粒 也不能解决生命起源的问题

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