① 《物種起源》在當時的意義
開創了生物學發展史上的新紀元,使進化論思想滲透到自然科學的各個領域,而且引起了整個人類思想的巨大革命,在世界歷史進程中有著廣泛和深遠的影響。
《物種起源》全書共有15章,最前面有史略和緒論。作者在緒論後介紹了創作和出版經過並大膽說明了自己關於物種起源的觀點,批判了創造論的觀點。
後世影響:
達爾文曾經乘坐貝格爾號艦作了歷時5年的環球航行,對動植物和地質結構等進行了大量的觀察和採集。出版《物種起源》,提出了生物進化論學說,從而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論。除了生物學外,他的理論對人類學、心理學、哲學的發展都有不容忽視的影響。
1859年11月24日,《物種起源》正式發行,第一批印刷出來的1250冊在當天就銷售一空。、《物種起源》一書在當時的科學界和公眾之中都引起了巨大反響,宗教領袖和維多利亞王朝都非常震驚,人類和動物的祖先居然是一樣的。
然而,達爾文的這一理念仍然對西方社會和思想界產生了深刻的影響,並且也是現代生物學和進化論的基礎。、
《物種起源》第一次把生物學建立在完全科學的基礎上,以全新的生物進化思想,推翻了「神創論」和物種不變的理論。
《物種起源》是達爾文進化論的代表作,標志著進化論的正式確立。盡管也有缺陷與不足之處,但它無疑是一本劃時代的科學巨著,是科學領域中的一場大革命,以至直到現在人們還是把全部生物學的歷史分為達爾文以前和達爾文以後兩個時期。
經過100多年的論爭,《物種起源》勝利了,這是科學對宗教的勝利,進化論學說已經成為人類進步的世界觀的一個不可分割的組成部分。
(1)物種起源中演化論在多少年內就被英國所接受擴展閱讀
創作背景:
1831年,亨斯樓推薦達爾文參加「貝格爾號」的環球旅行。這次環球旅行可以說徹底改變了達爾文的一生,使他在生物學研究上更進了一步。達爾文跟隨「貝格爾號」穿過了大西洋和太平洋,到達了南美洲、澳洲和非洲最南端的好望角。
一路上,達爾文沿途考察各地的地質、動植物的特性,採集了無數的標本,並將自己的發現做了詳細的觀察筆記。經過了5年的時間,達爾文游遍了世界大部分地區,終於回到了英國。
在環球航行的過程中,每個地區都存在著既相似又不一樣的物種,或者是南美洲和大洋洲的小島環境相似。但是物種卻不相同。這些發現讓達爾文更加堅信了研究生物特性的決心。
1842年,達爾文完成了《物種起源》的簡要提綱,經過了十幾年的刻苦研究,終於在1859年出版了《物種起源》。
② 物種起源問題
達爾文在《物種起源》中提出兩個理論。第一,他認為所有的動植物都是由較早期、較原始的形式演變而來;其次,他認為生物演化是通過自然選擇而來。 其理論重點如下:物種並非一成不變,而是會隨環境變動而改變;生物的演化是長時間連續性的緩慢改變,不是突然性的劇變;同一類生物有著共同的祖先,例如哺乳類是由同一個祖先演變而來;生物族群會隨著繁殖而擴大,並超過其生存空間與食物供應的極限,引起個體間的競爭;不適應環境的個體會被淘汰,適者才能生存,並繁衍後代。達爾文在南美洲考察時,在安第斯山山頂上發現海洋生物的化石,讓他感到困惑。在小獵犬號啟航時,達爾文曾帶了一本英國地質學家萊爾所著的《地質學原理》;萊爾認為地球的地形、地貌是經過長時間不斷的細微變化的結果,萊爾相信風力、雨滴、冰雪等微小的力量,持續千萬年後就可以完全改變地表的形貌。達爾文本人也相信,只要時間足夠,無法察覺的細微改變也可以造成巨大的變化。達爾文推算白堊紀中期距今約有三億年左右的歷史,持續長時間微小的地震等自然因素使得原來在海中的生物遺跡能在高山上發現。
在加拉巴哥群島考察時,達爾文發現每個島嶼上的陸龜及雀鳥並沒有很大的差異,但又有些許的不同。他又發現加拉巴哥群島的生物與南美洲大陸的種類非常相似;於是他開始懷疑島上生物可能有共同的祖先,他們之間的差異是由於千百年來適應各個島嶼不同環境的結果。每一個物種都是一些細微的變化在無數個世代的過程中產生的結果。 《物種起源》 生物進化在當時並不是新的概念。1809年時,法國動物學家拉馬克便提出:當環境改變時,物種會調適發展自己的器官來適應環境,常用的器官會發育變大、不用的器官會逐漸退化,並且這一代獲取的改變會遺傳給下一代;但沒有科學證據可以證明「用進廢退」和「獲得性特徵可遺傳」的假說。後來達爾文又從英國人口學者馬爾薩斯所著的《人口論》得到靈感;馬爾薩斯認為:人類糧食的生產永遠無法趕上人口的增加,致使糧食供不應求,進而發生飢荒或戰爭,導致一部分人口死亡。達爾文以此聯想到生物演化發生的機制:演化是生存競爭中自由淘汰的結果,食物與空間等資源有限,只有最適應環境的個體才能生存下來,延續族群。
「天擇」的概念逐漸在達爾文的五年環球考察過程中形成。在1836年回到英國後,達爾文慢慢將他的看法寫成文章,然而沒有發表。大部分科學家認為,達爾文遲了很久才發表他的作品,原因之一就是擔心自己的思想對於當時的社會來說過於激進。1858年,達爾文接到在馬來群島調查的博物學者華萊士有關物種形成的文章;華萊士對於物種形成的看法與他有很多相似之處,增加了達爾文對其學說的信心。於是兩人在1858年的倫敦皇家科學年會中,以兩人共同具名的方式,發表有關物種形成的看法。接著達爾文在1859年發表了《物種起源》。 該書是生物學史上的經典著作。1859年11月24日《物種起源》出版,當天即被搶購一空。這主要因為《物種起源》也受到英國和其他國家一些學者的積極支持,像英國的T.H.赫胥黎、德國的E.海克爾等。《物種起源》出版,第一次把生物學建立在完全科學的基礎上,以全新的生物進化思想推翻了「神創論」和「物種不變」理論,生物普遍進化的思想以及「物競天擇,適者生存」的進化機製成為學術界、思想界的公論。在書中,達爾文提出了一個又一個令人震驚的論斷:生命只有一個祖先,因為生命都起源於一個原始細胞的開端;生物是從簡單到復雜、從低級到高級逐步發展而來的,生物在進化中不斷進行著生存斗爭,進行著自然選擇。由此,達爾文的生物進化論被稱為19世紀自然科學的三大發現之一,《物種起源》所提及的許多觀點已成為人盡皆知的常識。 達爾文並不認為自己的理論完美無缺,他也有很多困惑。自《物種起源》出版100年間,進化論先後面臨科學發展帶來的以下幾個「挑戰」:
在《物種起源》發表6年後,德國學者海克爾依據進化論思想畫出了一棵「生命之樹」,用「樹」來形象描繪生物進化歷史。然而,由於形態和生理特徵的進化極其復雜,加上化石資料不夠完整,「生命之樹」難以反映復雜生物進化歷史的全貌。在這種情況下,現代分子生物學的重要性就顯現出來。現在科研人員可以通過比較DNA序列來研究不同生物之間的進化關系,構建「進化樹」。病毒等微生物「網狀」進化結構的發現對此前的進化理論提出疑問,促使其進一步完善。
達爾文進化論的一個重要觀點是漸變論,即物種是通過微小的優勢變異逐漸改進的,突變是很少的,但最令達爾文困惑的是寒武紀物種大爆發。中國科學家通過對雲南澄江動物群化石的發現和研究,揭示了寒武紀物種大爆發的整體輪廓,證實幾乎所有動物的祖先都曾經站在同一起跑線上。這一發現在很大程度上說明,生物的進化並非總是漸進的,而是漸進與躍進並存的過程。
達爾文在《物種起源》一書中比較多地推崇自然選擇,認為生物進化中有害的突變比較多,有利的突變很少,而經過長期的進化過程,有利的突變經過自然選擇終於佔了上風。但後來科學研究發現,物種的有害突變和有利突變都不是很多,多的是對於自然選擇來說不好也不壞的中性突變,這後一類突變與進化的關聯還有待深入細致的研究。
③ 請問:1859年,達爾文在《物種起源》中提出了進化論,對嗎
二、生命的起源與進化
進程
簡單→復雜
水生→陸生
低等→高等
最直接最可靠的證據:
化石
生物的遺體、遺物或生活遺跡,被埋藏在地層中,經過若干年的化學物質交換而形成的。
進化理論科學家
達爾文(1809-1882)
英國的博物學家
1859年出版《物種起源》
自然選擇學說
拉馬克(1744-1829)
地球上的所有生物都不是神造的,是由更古老的生物進化來的。生物是由低等到高等逐漸進化的。生物的各種適應性特徵的形成都是由於用進廢退和獲得性遺傳。
但我認為達爾文的進化論是正確的
!!!!!!!!!!!!
達爾文認為是自然選擇
而拉馬克認為是用進廢退
生物是共同進化
如:蘭花與為其傳粉的蛾
獵豹追捕斑馬
④ 達爾文進化論被推翻的證據是什麼
達爾文進化論沒有被推翻。
達爾文在1859年出版的《物種起源》一書中系統地闡述了他的進化學說。達爾文自己把《物種起源》稱為「一部長篇爭辯」,它論證了兩個問題:
1、物種是可變的,生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實,進化論從此取代神創論,成為生物學研究的基石。即使是在當時,有關生物是否進化的辯論,也主要是在生物學家和基督教傳道士之間,而不是在生物學界內部進行的。
2、自然選擇是生物進化的動力。生物都有繁殖過盛的傾向,而生存空間和食物是有限的,生物必須「為生存而斗爭」。在同一種群中的個體存在著變異,那些具有能適應環境的有利變異的個體將存活下來,並繁殖後代,不具有有利變異的個體就被淘汰。
如果自然條件的變化是有方向的,則在歷史過程中,經過長期的自然選擇,微小的變異就得到積累而成為顯著的變異。由此可能導致亞種和新種的形成。
理論定義
進化論是指研究生物史中生命擴大適應范圍,增加生存餘地的發展狀況的科學結論(反進化觀點認為生物史無進化無方向無結論的人因此宣傳另一個不含達爾文進化思想的理論並命名為「演化論」)。
隨著進化論的發展,產生了現代綜合進化論,而現代進化學絕大部分以查爾斯·羅伯特·達爾文的進化論為指導,埃爾溫·薛定諤的《生命是什麼》為主體方向,進化論已為當代生物學的核心思想之一。其進化論有三大經典證據:比較解剖學、古生物學和胚胎發育重演律。
⑤ 「物種起源」學說
物種起源
《物種起源》(The Origin of Species)是達爾文(Charles Robert Darwin, 1809 – 1882)論述生物進化的重要著作,出版於1859年。該書大概是19世紀最具爭議的著作,其中的觀點大多數為當今的科學界普遍接受。
在該書中,達爾文首次提出了進化論的觀點。他使用自己在1830年代環球科學考察中積累的資料,試圖證明物種的演化是通過自然選擇(天擇)和人工選擇(人擇)的方式實現的。達爾文
必讀理由
影響世界歷史進程的經典著作
震撼世界的10本書之一
1985年美國《生活》雜志評選的人類有史以來的最佳圖書
1986年英國《讀書》雜志推薦的理想藏書
所闡述的進化論是19世紀自然科學的三大發現之一
人類思想發展史上一座最偉大的劃時代的里程碑
作者:達爾文
國別:英國
類型:科學著作
成書年代:1859年
閱讀時間:青年
推薦讀本:《物種起源》,舒德乾等譯,陝西人民出版社,2001年
⊙背景搜索
達爾文(1809~1882)出生於英國西部施魯斯伯里一個世代為醫的家庭。16歲時,他被送到愛丁堡大學學習醫學。但達爾文從小就愛打獵,採集礦物和植物標本。父親認為他游手好閑,1829年,在盛怒之下,他被父親送到劍橋大學學習神學,希望他成為一個「尊貴的牧師」。1831年,達爾文從劍橋大學畢業。同年12月,英國政府組織了「貝格爾」號軍艦環球考察,達爾文以「博物學家」身份自費搭船開始考察活動。這艘軍艦穿越大西洋、太平洋,經過澳大利亞,越過印度洋,繞過好望角,於1836年10日回到英國。1842年,他第一次寫出《物種起源》的簡要提綱。1859年11月,達爾文經過20多年研究,終於寫成科學巨著《物種起源》。1882年4月19日,這位偉大的科學家因病去世,他的遺體被安葬在牛頓墓旁。
⊙內容提要
《物種起源》是進化論奠基人達爾文的第一部巨著,全書分為十五編,前有引言和緒論。十五編的目次為:第一,家養狀態下的變異;第二,自然狀態下的變異;第三,生存斗爭;第四,自然選擇(即適者生存);第五,變異的法則;第六,學說之疑難;第七,對自然選擇學說的各種異議;第八,本能;第九,雜種性質;第十,地質記錄的不完整;第十一,古生物的演替;第十二,生物的地理分布;第十三,生物的地理分布續篇;第十四,生物間的親緣關系:形表學、胚胎學和退化器官;第十五,綜述和結論。從前十四個篇目上,可以清晰地看到《物種起源》的內容:講述生物進化的過程與法則。而在這前14章中 ,又可以分成3部分,分別是1至5章,6至10章和11到14章。第一部分的內容是全書的主體及核心,標志著自然選擇學說的建立 。第2部分中作者設想站在反對者的立場上給進化學說提出了一系列質疑,再一一解釋,使之化解。這正表現出作者的勇氣和學說本身不可戰勝的生命力。在第三個大部分,達爾文用它的以自然選擇為核心的進化論對生物界在地史演變,地理變遷,形態分宜,胚胎發育中的各種現象進行了令人信服的解釋,從而,使這一理論獲得了進一步支撐。
⊙作品影響
《物種起源》自1859年在英國倫敦出版以來,受到眾多市民的熱烈歡迎,被爭相購買。這本書的第一版1250冊在出版之日就全部售罄。它以全新的進化思想推翻了神創論和物種不變論,把生物學建立在科學的基礎上,提出震驚世界的論斷:生命只有一個祖先,生物是從簡單到復雜,從低級到高級逐漸發展而來的。它發表傳播後,生物普遍進化的思想以及「物競天擇,適者生存」的進化論已為學術界、思想界公認為19世紀自然科學的三大發現之一。20世紀40年代初,英國人霍爾丹和美籍蘇聯生物學家杜布贊斯在達爾文思想的影響下,創立了「現代進化論」。可以說,這本書在人類思想發展史上是最偉大、最輝煌的劃時代的里程碑,對人類歷史有著極大的影響。
⊙精彩篇章
幻想創造條件以使一種生物具有超出其他生物的優勢,固然是個好主意,但實際上我們卻找不到任何具體操作的辦法,這使我們懂得,我們對一切生物間的相互關系知之甚少。我們非常清楚生物間關系的信念是必要的也是難做到的。我們能夠做到的是牢牢記住:每一種生物都在努力以幾何級數增加其個體的數目;每一生物在生命的某一時期,在某一年中的某個季節,在每一代或間隔一定時期,都不得不為生存而斗爭,而且都會遭到重大毀滅。說到生存斗爭,我們不必為之感到恐懼,死亡的來臨通常是迅速的,而強壯、健康、幸運的生物不但能生存下去,而且必能繁衍下去。
⊙延伸閱讀
《人類的由來》是達爾文的另一部巨著,它闡述了物種起源的一般理論同樣適用於人,為人類歸入科學研究的領域取得了突破性的成果。達爾文認為他的這些科學著作是「他一生中主要的樂趣和唯一的事業」。
《天體運行論》給哥白尼帶來了榮譽,也給他帶來了災難。1543年,哥白尼出版了這部劃時代的傑作。它好比漫長而黑暗的中世紀里一顆奪目的明星,使科學擺脫了宗教神學的桎梏。
⑥ 達爾文的學說是不是一開始就被人們所接受從這個過程中,我們能悟出什麼道理
適應者生存,不適應就淘汰
⑦ 1859年,達爾文在《物種起源》中提出了進化論。是對是錯
對
1859年出版了震動當時學術界的《物種起源》。書中用大量資料證明了形形色色的生物都不是上帝創造的,而是在遺傳、變異、生存斗爭中和自然選擇中,由簡單到復雜,由低等到高等,不斷發展變化的,提出了生物進化論學說。
⑧ 《物種起源》中演化論在多少年內就被英國所接受
怎麼才算被英國接受呢?例如60%?70%?沒個標准怎麼說?永遠都有不相信進化論的。也有不相信達爾文進化論的,即有些人雖然承認生物會進化,但是進化的動力不是達爾文說的自然選擇。其實達爾文之前就有很多人宣傳進化論了,但是他們沒找到進化的動力也沒有觀察足夠的對象,所以《物種起源》在出版當天就被搶購一空了,至於讀者認同不認同就不好說了。有些人說達爾文晚年宣布收回進化論,詭異了基督教,其實這是造謠。達爾文晚年寫的回憶錄仍然對宗教持貶斥態度,但是他死後在他妻子的要求下,其子女不得不刪除了這些反宗教內容,正如達爾文所言,他的妻子不只是虔誠的基督徒,更像一個殉道者。
有人曾問過達爾文,是否支持強制消滅宗教,但達爾文出乎預料的回答宗教還是有價值的,因為並不是所有的人都有足夠的思維能力可以接受無神論,宗教仍然是可以讓很多人以比較低的代價獲得「靈魂」安寧的東西。換句話說就是,社會上總會有些笨蛋是接受不了無神論或進化論的,保留宗教可以讓他們稍微消停一些。
⑨ 物種起源
自然發生說是19世紀前廣泛流行的理論,這種學說認為,生命是從無生命物質自然發生的。如,我國古代認為的「腐草化為螢」(即螢火蟲是從腐草堆中產生的),腐肉生蛆等。在西方,亞里士多德(公元前384~公元前322年)就是一個自然發生論者。有的人還通過「實驗」證明,將穀粒、破舊襯衫塞入瓶中,靜置於暗處,21天後就會產生老鼠,並且讓他驚訝的是,這種「自然」發生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。
19世紀時,法國微生物學家巴斯德(LouisPasteur) (1821-1895.9.25)發現,將肉湯置於燒瓶中加熱,沸騰後讓其冷卻,如果將燒瓶開口放置,肉湯中很快就繁殖生長出許多微生物;但如果在瓶口加上一個棉塞,再進行同樣的實驗,肉湯中就沒有微生物繁殖。巴斯德認為,肉湯中的小生物來自空氣,而不是自然發生的。他的實驗為科學家進一步否定「自然發生論」奠定了堅實的基礎。
1860年,法國微生物學家巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗,徹底否定了自然發生說。
[編輯本段]【生命起源的化學起源說】
化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的。
化學起源說將生命的起源分為四個階段(米勒實驗)。
第一個階段,從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的,這一過程教材中已有敘述,這里不再重復。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中,一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實,生命起源的第一步,從無機小分子物質形成有機小分子物質,在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二個階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下(如黏土的吸附作用),通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的呢?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說,他通過實驗表明,將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為,團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象。例如,團聚體具有類似於膜那樣的邊界,其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物,還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應,反應的產物也能從團聚體中釋放出去。另外,有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說,以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。圖7團聚體簡單代謝示意圖第四個階段,有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程。
[編輯本段]【生命起源的宇宙生命論(或泛生說)】
這一假說提倡「一切生命來自生命」的觀點,認為地球上最初的生命來自宇宙間的其他星球,即「地上生命,天外飛來」。這一假說認為,宇宙太空中的「生命胚種」可以隨著隕石或其他途徑跌落在地球表面,即成為最初的生命起點。現代科學研究表明,在已發現的星球上,自然狀況下是沒有保存生命的條件的,因為沒有氧氣,溫度接近絕對零度,又充滿具有強大殺傷力的紫外線、X射線和宇宙射線等,因此任何「生命胚體」是不可能保存的。這個假說實際上把生命起源的問題推到了無邊無際的宇宙中去了,同時這個假說對於「宇宙中的生命又是怎樣起源」的問題,仍是無法解釋的。
[編輯本段]【生命起源的宇生說】
這一假說認為,地球上最早的生命或構成生命的有機物,來自於其他宇宙星球或星際塵埃。持這種假說的學者認為,某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球,從而使地球有了初始的生命。但我們知道,宇宙空間的物理條件,如紫外線等各種高能射線以及溫度等條件對生命都是致命的,而且,即使有這些生命,在它們隨著隕石穿越大氣層到達地球的過程中,也會因溫度太高而被殺死。因此,像微生物孢子這一水平的生命形態看來是不大可能從天外飛來的。但是,一些學者認為,一些構成生命的有機物完全有可能來自宇宙空間。1969年9月28日,科學家發現,墜落在澳大利亞麥啟遜鎮的一顆炭質隕石中就含有18種氨基酸,其中6種是構成生物的蛋白質分子所必須的。科學研究表明,一些有機分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星際塵埃的表面產生,這些有機分子可能由彗星或其隕石帶到地球上,並在地球上演變為原始的生命。
[編輯本段]【生命起源的熱泉生態系統】
生命的起源可能與熱泉生態系統有關,這是20世紀70年代以來,部分學者提出的觀點。20世紀70年代末,科學家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近發現了幾處深海熱泉,在這些熱泉里生活著眾多的生物,包括管棲蠕蟲、蛤類和細菌等興旺發達的生物群落。這些生物群落生活在一個高溫(熱泉噴口附近的溫度達到300 ℃以上)、高壓、缺氧、偏酸和無光的環境中。首先是這些化能自養型細菌利用熱泉噴出的硫化物(如H2S)所得到的能量去還原CO2而製造有機物,然後其他動物以這些細菌為食物而維持生活。迄今科學家已發現數十個這樣的深海熱泉生態系統,它們一般位於地球兩個板塊結合處形成的水下洋嵴附近。
熱泉生態系統之所以與生命的起源相聯系,主要基於以下的事實:
(1)現今所發現的古細菌,大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環境中,這種環境與熱泉噴口附近的環境極其相似;
(2)熱泉噴口附近不僅溫度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,與地球形成時的早期環境相似。
由此,部分學者認為,熱泉噴口附近的環境不僅可以為生命的出現以及其後的生命延續提供所需的能量和物質,而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響,因此熱泉生態系統是孕育生命的理想場所。但另一些學者認為,生命可能是從地球表面產生,隨後就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以後的撞擊毀滅了地球表面所有的生命,只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來並繁衍後代。因此,這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現的,但卻是現存所有生物的共同祖先。
[編輯本段]【神秘的生命起源】
從古至今,有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說,中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光,這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實,米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢?那就是在早期,地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、水、氫氣,還有原始的海洋,當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸,在常溫常壓下,它可能在局部濃縮,再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕發成生命,這就是米勒描述的生命進化的過程。
生命起源是一個亘古未解之謎,地球上的生命產生於何時何地?是怎樣產生的?千百年來,人們在破解這一謎底之時,遇到了不少陷阱,同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代,老子在《道德經》里寫到,道生一,一生二,二生三,三生萬物。用現在的話說,就是地球上的生命是由少到多,慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先,這個祖先就是一,而這個一是由天地而生,用今天的話說,可能就是由無機界所形成。
生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源。因而,生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的「大爆炸」產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。
大約在66億年前,銀河系內發生過一次大爆炸,其碎片和散漫物質經過長時間的凝集,大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46億年前形成了。接著,冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能,再轉化為動能、熱能,致使溫度升高,加上地球內部元素的放射性熱能也發生增溫作用,故初期的地球呈熔融狀態。高溫的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異,重的元素下沉到中心凝聚為地核,較輕的物質構成地幔和地殼,逐漸出現了圈層結構。這個過程經過了漫長的時間,大約在38億年前出現原始地殼,這個時間與多數月球表面的岩石年齡一致。
生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自「大爆炸」後元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化並不局限於地球,在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產物。在星際演化中,某些生物單分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中,接著在行星表面的一定條件下產生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統,即具有原始細胞結構的生命。至此,生物學的演化開始,直到今天地球上產生了無數復雜的生命形式。
38億年前,地球上形成了穩定的陸塊,各種證據表明液態的水圈是熱的,甚至是沸騰的。現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式,其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。
原始地殼的出現,標志著地球由天文行星時代進入地質發展時代,具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內尚無較多的生物出現,一直到距今5.4億年前的寒武紀,帶殼的後生動物才大量出現,故把寒武紀以後的地質時代稱為顯生宙。
在中世紀的西方,《聖經》上描繪的上帝,在七天之內造就萬物之說,也是非常流行。今天看來,生命起源並不像這些古老傳說,或神話描繪的那樣,但表明了人類長期以來,對生命起源之謎傾注了極大地熱情和關注。但生命起源應該是怎樣發生的?科學又是怎樣對這一千古之謎進行探索的?我們已經取得了哪些進展?還有哪些問題沒有解決?
首先,生命起源之說,第一個謎是生命的時間,起源的時間問題。在中世紀的西方,人們對《聖經》的上帝造人的故事是深信不疑的。在1650年,一位愛爾蘭大主教根據聖經上所描述的,計算出上帝創世的確切時間是公元前4004年,而另一位牧師甚至把創世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23號上午九點鍾。也就是說,生命起源距今是六千年前,這當然不是真的,而真的是什麼呢?真的就是用科學的回答,科學是怎麼回答這個生命起源的時間呢?那就是說用化石,是保存在岩石中的化石來回答。我們知道,生物死亡後,它們的遺跡在適當的條件下,就保存在岩石之中,我們把它們稱作化石。地質歷史中形成的岩層,就像一部編年史書,地球生物的演化歷史,就深深埋藏在這些岩石之中,年代越久遠的生物化石,就保存在岩層的最底層。
迄今為止,我們發現了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部,距今約三十五億年前的岩石,這些化石類似於現在的藍藻,它們是一些原始的生命,是肉眼看不見的。它的大小隻有幾個微米,到幾十個微米。因此我們可以說,生命起源它不晚於三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前,有這兩個數據我們就可以看到生命起源的年齡,大致可以界定在46億年到35億年之間。今天,隨著科學的發展,地質學家認為,在地球形成的早期,地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊,它是不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命,還不如說它在毀滅生命,因此地球上生命起源的時間,它不早於40億年。另外,在格陵蘭的38.5億年的岩石中發現了碳,這個碳的話,我們知道,碳分兩種,一個無機碳、一個有機碳。另外,這個碳的話,它有重碳和輕碳之分,因此我們可以根據這個碳之中的輕碳和重碳之比,就來可以推測這些碳的來源。科學家根據碳的同位素分析,推測這些碳它是有機碳,是來源於生物體。也就是說,這樣我們把生命起源的時間大大縮短了,也就是在距今40億年到38億年之間,自從地球上生命起源之後,一直到現在45億年,就是生生不息的生命演化史。
好,首先我們現在已經有了生命起源的時間概念,是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的?它在什麼地方起源的?這樣我們不得不回顧一些有關生命起源的假說。
第一個是創世說,在《舊約全書》的第一章寫到,上帝在七天之內創造了世間之萬物,在中世紀的西方大家普遍接受這個觀念,可以說一直到現在,這種觀念還被很多人接受,當然這也不是真的。第二個呢,是自生論,比如說希臘人認為,昆蟲生於土壤,春天萬象更新,種子從泥土裡萌發,昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源,而是生命的延續,可以說這個自生論,現在已經被徹底拋棄了。與這個類似的說法,還有比如說埃及人認為生命來自於尼羅河,在中國古代也有腐草生螢之說。
第三個有關生命起源的假說,就是有生源論,這個在19世紀的西方也相當地流行,有生源論認為,生命是宇宙生來就固有的,你要問我生命從哪裡來的,你首先給我回答一個問題,宇宙怎麼起源的?物質怎麼來的?你給我回答了物質是怎麼來的,生命我就可以說是從哪兒來的,其實這是一個不可知論。在20世紀的後半葉,有生源論逐漸發展到現在的宇宙胚種論,直到現在,有許多科學家認為,生命必須的酶,像蛋白質,和遺傳物質的形成,需要數億年的時間,在地球早期並沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年,因此他們認為生命一定是以孢子或者其他生命的形式,從宇宙的某個地方來到了地球,這種觀念也是有一定的依據的。
二十世紀四十年代以來,人類用天體物理的手段,在地球之外探測了近百種有機分子,像甲醛,氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關,它可能給地球帶來生命或者有機分子,一個是彗星,一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機分子,比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態的水,還有氨基酸,鐵類,乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物,生命有可能在彗星上產生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時,由這些有機分子經過一系列的合成而產生新的生命。當然這種胚種論也存在著不同的觀念,它有兩種致命的弱點,一個是生命是否能在宇宙中進行長期的遷移?還能不能夠存活?我們知道天體之間的距離是以光年為計算的,天體之間交流可能需要成千上萬年,從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空裡面,暴露在這種大量的宇宙射線之中,活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續萌發呢?這是一個最大的問題,第二個從無機分子到有機化合物的過程,這種過程,比如說彗星上我們看到有機小分子形成,在地球上也能夠形成,這是不用置疑的。
1859年,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光,這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實,既然你說地球早期溫度都是比較高,又充滿了很多還原性氣體,還有水,那麼我就把這些氣體,把水放在一個瓶子裡面,看看它是不能產生生命,或者產生有機化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣,還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子裡面,在瓶子裡面兩頭插上金屬棒,完了通上電源,通過這個類似於閃電的作用,確實在幾天之後產生了大量的氨基酸。那麼就是說在地球上面,在閃電下,在常溫下,也能成為無機分子,合成有機分子。我們知道,你氨基酸的話,是組成蛋白質的最重要的物質,可以說,組成生命起源最重要的物質。因此,米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢?那就是在早期,地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣,還有原始的海洋,當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸,在常溫常壓下,它可能在局部濃縮,再進一步演化成蛋白質,蛋白質和其他的多糖類,以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕發成生命,這就是米勒描述的生命進化的過程。
但是這種溫暖水池說,也遇到一些問題,其中有兩個問題,第一個問題是現在地質學家認為,地球早期大氣圈它並不是含有大量的還原性氣體,它是含有大量的二氧化碳和氮氣,比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下,你並不能形成大量的氨基酸。第二個,溫暖的水池在地球早期並不能長期形成,為什麼呢?因為當時地球早期,剛才說過它有大量的隕石、流星,還加上地球本身的放射性,溫度很高,你這個溫暖水池一旦生命產生了,一個隕星過來,溫度在瞬間之內可能達到上千度、甚至幾千度,生命已經絕滅了,只能再來一次生命的起源。但是我們現在就這么想,現今的地球上是不是有溫度比較高,還有還原性氣體,還有生物存在呢?那麼,有兩件工作可以說具有劃時代的意義,一個是1967年美國學者布萊克,在黃石公園的熱泉中發現了大量嗜熱生物,我們知道蛋白質一般的話超過六十度,就會凝固的,煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了,但是生物,是不是在六十度以上還能夠生活呢?在以前是不敢想的。
第二個就是1977年克里斯,他在太平洋底的熱泉中,同樣也發現了大量的嗜熱微生物,這個溫度它要更高,它可能達到二百到三網路。它壓力呢,也有二百到三百個大氣壓,它的環境是什麼樣子呢?它確實有大量的還原氣體,有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳,這個環境確實非常類似於四十億年前早期地球的環境,那麼生命起源它是不是就在這個時候產生的呢?這是我們現在看到的情況,但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發現的微生物呢?確實有,我們在這方面,我們在化石方面也取得了非常重要的進展,比如說在2000年,羅斯瑪森,澳大利亞的一個科學家,他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積裡面發現了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前,生命在熱泉的附近已經大量生存,那麼這是現在最新的,最流行的,也可以說迄今為止最科學的有關生命起源的假說,就是生命起源於熱泉,或者海底熱泉,俗稱「黑煙囪」的附近。
海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體,除了二氧化碳以外,還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物,比如說藍藻、光合細菌、硫細菌,特別是一類古細菌,在高溫下異常地繁盛,它在超過一網路的時候大量繁盛,而離開了這樣的環境,比如溫度一降下來,它馬上就進行休眠,而且並不能正常的生活,那麼這些生物是不是就代表了最早的,最原始的,地球生命起源的時候,這種原始的生命形式呢?
第一個早期地球溫度都很高,產生的最早生命形式,應該是一些能適應高溫的生物,而熱泉中,生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個,熱泉的環境與早期的地球環境有很多類似之處,比如說它有高溫,還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣,還有硫化氫等等。第三個,在高溫的熱水環境的話,它是有利於小分子的有機化合物脫水,聚合成有機高分子,比如說現在我們用有機小分子氨基酸合成蛋白質的話,它就是在熱水中,通過這個熱聚合反應,脫水以後形成這樣的高分子,特別是在這種熱水口附近的話,形成了黃鐵礦,俗稱「愚人金」。它是由硫和鐵組成的,在它的表面的話,它非常有利於高分子的合成,因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度,和水化學鑒別的梯度,這個梯度的話,也是有利於各種化學的連續反映,我們知道熱泉口它噴出來的時候,它的溫度可能到達二網路到三網路,特別是在海底洋中脊附近,而海水的溫度的話,這種海底的溫度一般在0到4度,這樣的話,從三網路,一直到四網路,它有一個溫度梯度,這種溫度梯度的話,對有機化合物合成的話,可以說存在一個連續的反映。第五個也是最重要的一點,就是現在熱泉中的生物的話,它確實是生物演化速度的最根部的類型,也就是說它的基因是最古老的類型。
現代生物學家,他通過生物分子學的研究,他把熱泉中的一些嗜熱古細菌,跟現在的普通細菌進行了基因的對比,發現它們基因的相同點,不超過60%。那麼就是說這些古細菌它們含有非常多的古老的基因,也就是說,它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應該說,生命起源我們研究生命起源它最好的證據,還是在地球上,40億年到38億年間的岩石和化石所包含的信息。但是,經過40億年的變化,地球已經面目全非,現在的地球即使你有40億年到38億年的岩石,它也進入了大量的變種,信息也幾乎全無。
因此我們把目光不要局限在只是在地球上,如果說生命是宇宙之中一個普遍的現象的話,除了地球之外的其他天體上,是否也有類似於地球早期的這樣的環境呢?如果有的話,也許能為研究生命起源打開新的窗戶,我們第一個目標是什麼地方呢?不是火星是月球,現在地質學家認為,月球是40億年前,一顆大的行星撞擊地球,而從地球上迸發出去。形成了當今的月球,這個時間正好是40億年,如果地球上有生命起源的話,我們在月球上看看,那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法,月球上有月桂、有月兔,還有浪漫的愛情故事,但是二十世紀六十年代到七十年代,隨著前蘇聯和美國的宇航員登陸的成功,這個神話徹底破滅了,月球其實是一個沒有生命,沒有水,沒有氧氣,不適合生命生存的荒漠的星體。
那麼我們第二個目標是什麼呢?第二個目標是火星,因為火星也許在40億年以前,有著跟地球類似的經歷,火星的物質成分跟地球非常近似,它的軌道也跟地球非常近似,那麼火星上是不是有生命呢?我們到火星上去干什麼呢?我們尋找生命起源,要從哪幾點入手呢?一般來說是三點,第一個在火星上尋找是不是有活的生命?如果有活的生命,那好了。那生命的話,可能真是在宇宙中起源的,或者地球上的生物也許來自火星,或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態水,因為我們知道,水是萬物之源,水是生命之源。現在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的,所以尋找液態水也是非常重要的一個指標。第三個尋找與生命有關的化合物,如果我們現在沒有活的生物的話,過去有沒有呢?過去的生物是不是形成了一些化合物?它是不是以化石的形式保存在這些岩石之中呢?所以我們到火星上尋找生命,抱著三個目的。
1957年美國的海盜號航天器發回到地球的信息時,火星上沒有生命,沒有液態水的存在,它是一個荒蕪乾渴的紅色的星球。但是人類並沒有氣餒,20世紀90年代,美國宇航局加大了對火星的探測力度,通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠鏡得到的圖片,和其他的有關天體物理的信息資料顯示,火星上過去很可能有過液態水的存在。一些航天資料顯示,火星上有類似於像我們發生大洪水山前的沖積扇的構造,還有水、河道、像地球上乾涸的河床的河道,還有水侵蝕岩石的痕跡。另外還有非常特別的一點,在火星的兩極,發現了類似於地球上凍土解凍的情況,這是我們的航天資料。
但是我們如果有儀器,帶上儀器帶上人,在火星上去進行探索,或者獲得一塊石頭,進行分析一下,這些事情不是一目瞭然了嗎?所以在1999年初,美國呢,發射了一個火星極地著陸器,它帶著了精密的分析儀器,准備在火星的極地進行仔細地研究。但是非常不幸,在1999年底,本指望這些儀器能夠得到有關火星上是否有水的直接的信息的話,但就在進入火星的大氣層中,跟地球上失去了聯系。
⑩ 達爾文..物種起源
《物種起源》(The Origin of Species)是達爾文(Charles Robert Darwin, 1809 – 1882)論述生物進化的重要著作,出版於1859年11月24日。該書大概是19世紀最具爭議的著作,其中的觀點大多數為當今的科學界普遍接受。在該書中,達爾文首次提出了進化論的觀點。他使用自己在1830年代環球科學考察中積累的資料,達爾文試圖證明物種的演化是通過自然選擇(天擇)和人工選擇(人擇)的方式實現的。創作背景達爾文(1809~1882),出生於英國西部施魯斯伯里一個世代為醫的家庭。16歲時,他被送到愛丁堡大學學習醫學。但達爾文從小就愛打獵,採集礦物和植物標本。父親認為他游手好閑,1829年,在盛怒之下,他被父親送到劍橋大學學習神學,希望他成為一個「尊貴的牧師」。1831年,達爾文從劍橋大學畢業。同年12月,英國政府組織了「貝格爾」號軍艦環球考察,達爾文以「博物學家」身份自費搭船開始考察活動。這艘軍艦穿越大西洋、太平洋,經過澳大利亞,越過印度洋,繞過好望角,於1836年10日回到英國。1842年,他第一次寫出《物種起源》的簡要提綱。1859年11月,達爾文經過20多年研究,終於寫成科學巨著《物種起源》。1882年4月19日,這位偉大的科學家因病去世,他的遺體被安葬在牛頓墓旁。 達爾文自己把《物種起源》稱為「一部長篇爭辯」,它論證了兩個問題:第一,物種是可變的,生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實,進化論從此取代神創論,成為生物學研究的基石。即使是在當時,有關生物是否進化的辯論,也主要是在生物學家和基督教傳道士之間,而不是在生物學界內部進行的。第二,自然選擇是生物進化的動力。當時的生物學家對接受這一點猶豫不決,因為自然選擇學說在當時存在著三大困難。 如果達爾文知道奧地利遺傳學家孟德爾的實驗,就不會在遺傳問題上陷入絕境了。孟德爾在1865年就已經發現了基因的分離定律和獨立分配定律。生物遺傳並不融合,而是以基因為單位分離地傳遞,隨機地組合。因此,只要群體足夠大,在沒有外來因素(比如自然選擇)的影響時,一個遺傳性狀就不會消失(膚色的融合是幾對基因作用下的表面現象)。在自然選擇的作用下,一個優良的基因能夠增加其在群體中的頻率,並逐漸擴散到整個群體。 很顯然,孟德爾主義正是達爾文所需要的遺傳理論。可惜,孟德爾的發現被當時的科學界完全忽視了。具有諷刺意味的是,當孟德爾主義在1900年被重新發現時,遺傳學家們卻認為它宣告了達爾文主義的死亡,在他們看來,隨機的基因突變,而不是自然選擇,才是生物進化的真正動力。只有一些在野外觀察動植物行為的生物統計學家仍然信奉達爾文主義,因為他們所觀察到的生物對環境的奇妙適應性,是無法用隨機的突變來解釋的。