《宇宙的秘密全部揭开(十九)生命起源》


《宇宙的秘密全部揭开(十九)生命起源》

《高等有机物起源》


石油的成分十分复杂,长碳链,环状碳链,多苯环。在太阳喷发出来的碳元素气团中还会混杂其他元素,氮元素、磷元素、氧元素、各种金属元素等,因此会形成各种各样的有机物。


氨基酸、含氮杂环、尿嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤等与DNA和蛋白质密切相关的复杂有机物,在此时已经大量存在。太阳衰变爆发的同时就已经诞生了生命所需要的所有的有机物。根本没有经历漫长时间的演化。


在土星大气中,存在大量的氨,说明在土星这里,氨基也已经大量存在,氨基酸此时已经与无机物同时产生。地球上开采的石油,不需要化工合成,就会得到轻油、沥青、化纤、卫生球、肥皂、化妆品、农药、苯环、多苯环、塑料以及各种高级有机溶剂、有机试剂。在远古时期形成的星球上,就甚至有DNA和RNA的存在。


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《生命诞生的环境》


46亿年前太阳的那一场中子大爆发,生成了太阳和太阳系行星,产生了布满整个太阳系空间的各类物质。这些行星物质主要成分就是有机物和水。在那次喷发中喷发出来的各种高温气体,在太阳系中逐渐冷却。其中各种有机物高温蒸汽、氨基酸、各种含氮杂环化合物、气态石油、煤炭、甲烷、碳、水气、氮、氧气等等气体混合在一起,冷却凝聚,在太阳系周边,形成了大大小小的冰体星球。其中混杂很少的土壤、岩石、金属等固态物质。每一个星球,都是松软的脏雪球,组成跟木星相同。比重不超过0.7克/厘米³。大的比木星还要大,小的,比月球还要小。


这些星球,温度很低,零下200度以下,所有的气体包括水、甲烷、氨气、氮气、氢气以及所有的有机物气体,都已经结冰。其中甲烷与水形成甲烷冰,氧气与水形成氧气水合冰,在行星的内部都大量存在。行星大气主要成分为氮气、氢气、氨气等。而金属,甚至活泼金属,在这里都是以纯金属的形式存在,因为有氮气和氢气的保护,没有氧气。氧气都在地下结冰。


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随着地下的水合氧气冰和甲烷冰的融化挥发,各个星球的地下都发生了大规模的燃烧。热量被地下的各种有机物的冰和水冰吸收融化,形成了规模庞大的地下海,比太平洋大很多倍。燃烧还造成大量融化的冰冲出地表,形成冰火山和火山。


甚至比水还多的各种有机物,包括高等有机物,与水一起融化,在地下形成了温度适宜的充满有机物的海洋。各种高等有机物、含氮杂环化合物、短链DNA、RNA、氨基酸、蛋白质、嘌呤、嘧啶等都已经大量存在。它们在太阳喷发的高温气体中就已经大量形成,并结冰聚集在星球的内部。即使在今天的地球上,开采出来的原油里面,都富含各种芳香烃、苯环、含氮杂环化合物,绝大部分的化工原料,都是直接从原油里面提取出来。在远古的行星上面,更是如此。


氨基酸的形成,不过就是碳碳长链气体云混合了大量的氮元素而形成,早在各种元素冲出太阳的时候就形成了,并随着水和有机物一起形成了星球。而各种含氮杂环化合物,包含DNA上面的碱基、磷酸,各种糖类、油脂,都已经在这个喷发的过程中形成。数量庞大。从而在行星形成之后很短的时间,就已经在行星的地下海里面出现了生命诞生所需要的物质环境条件。因为地下燃烧的缘故,这里不但形成了地下海,还具有了适合生命存活的温和的温度,各种生命物质都已经齐备。


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《生命的起源》


地下海规模庞大,是一个广阔的生存环境。在行星的地幔上,地下海通常都会有上千公里长宽,深几百公里,相当于几十个太平洋。这里没有阳光,而是饱和溶解了氧气在海洋里。海面上漂浮的以及海里面混杂的,是各种各样的油脂,糖类,各种含氮有机物,含磷化合物、磷酸等,其中氨基酸和核糖核苷酸也大量存在。


这些氨基酸和核糖核苷酸最初是随机的自己结合在一起,形成一些简单的短链DNA或者RNA,没有什么复杂功能。不过,生命就从这里开始了。


现代的生物学家和化学家,一直想通过有机化学的方式来解释生命的起源。薛定谔也是这么倡导。可是有机物在他们那里充满未知与神秘。他们不知道有机物的起源,不知道有机物的本质,不知道有机物到底跟生命是怎样的关系。现代的化学家大都认为,只要他们找到了有机物的起源,他们也就找到了生命的起源。这是因为他们对有机物的本质还不了解。有机物在他们眼里还闪耀着神奇的光环。


他们想象不出当时的环境,一直打算用无机物合成有机物,用有机物的化学性质来理解氨基酸和蛋白质,并进而要解释生命本身,还一点也没有接触到问题的本质。生命的诞生,原本不是化学的事情,生命诞生的最起初的环境,不存在化学反应条件。化学领域的燃烧、强酸强碱、氧化还原、以及其他较为激烈的化学反应,在生命体中是不被允许的。蛋白质直接就通过变性的方式来消除化学物质的影响。重金属原本在生命诞生地是存在的,但是由于蛋白质前仆后继的与它们中和变性,才消除了重金属的危害影响。而生命的诞生,是在行星物质的所有的化学反应都终止之后。


这样的环境,如今只有在细胞内部才具有。


化学家以及生物学家想象不到,我们在这里描述着高等有机物和蛋白质形成的地下海的时候,他们还在算数纸上推演有机物的诞生问题。


氨基酸、DNA、RNA,在这里不是稀有物质,而是遍布整个地下海。地下海是一个有机物和水的世界。


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《DNA就是物种》


DNA有一个基本的化学属性,就是不停的复制自己。这个属性其实就是通常的酸碱中和反应。根本就没有一点神秘可言。DNA片段一刻也不停留的进行着的化学反应,就是最早的生命活动。


DNA的活动,只有两种,一是复制自己,二是链接加长。它吸收周边的DNA和核苷酸,用作原料复制自己,也会两个DNA首尾链接加长自己。DNA的复制,就是产生一个与自己一样的DNA,就是遗传。而DNA的加长,就是产生一个新的物种,两个旧的物种都消失。因此。DNA就是物种,DNA的变化就是变异。而DNA一生的活动,只有这两种,遗传和变异,复制和加长。这是DNA的本质的属性。DNA就是生命本身。遗传与变异就是生命的固有的属性。


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《DNA的吞噬功能》


DNA复制自己,或者加长链接,都需要原料。它起初并不能合成自己需要的核糖核苷酸,都是吸收大海中已经存在的核糖核苷酸或现成的DNA作为自己的原料。不断的使自己复制、增多、加长、强大。其他的DNA和核苷酸,就是DNA的食品。细胞的最基本的功能,就是吞噬,直接吞噬其他细胞,直接利用其他细胞的现成的物质来生长自己细胞。细胞并不在细胞内部合成什么东西,它直接吞噬其他细胞进行利用。


这与后来的动物的食品类似。动物直接取食其他的动物,直接用其他动物的细胞为食品。其他动物的细胞成分,直接成为动物自己细胞复制自己的原料。动物的消化功能给人以误解,以为单细胞生物也需要消化过程,误以为水解有机物合成有机物是细胞必备的功能。事实上细胞是直接使用其他细胞物质的,不需要消化。DNA的食品就是DNA。由此发展出细胞吞噬,就是给DNA提供食品。


《DNA的共生》


DNA与DNA可以首尾链接,或成对存在于细胞核共同复制,这是DNA共生。DNA后来已经加长到几亿个碱基对,都是无数短链DNA共生的结果。


DNA的共生,也是变异,与DNA的链接加长,都是同一回事。


《远古细胞的形成》


DNA在毫无进化的情形下,复制跟自己一样的DNA片段,这些片段上面附着着自己制造出来的蛋白质,这是所有DNA和RNA上面都具有的组蛋白。


DNA每复制自己一次,两个DNA链条就会分开,各自复制自己,并在自己周围形成大量的蛋白质、油脂等副产品分泌物。它复制的RNA也在不停顿的合成蛋白质,在DNA周围于是就形成了与水有界限、蛋白浓度比较高的有机气泡类物质。


这些有机气泡随波逐流,飘入大海,在远古行星上面,就形成了这些有机气泡的海洋,内部有DNA不断的进行着复制的活动,里面是简单而没有生命意义的古蛋白质,周围还聚集了一层类似于膜的油脂,包围在蛋白质有机液泡周围。这就是最原始的古细胞,这些有机气泡认真的说来,还远远不是细胞,它们的分裂繁殖,还仅仅是随机的气泡破裂,根本谈不上细胞分裂。但是在气泡中,却保存着远古时期的原生质的环境,这里是DNA生存的环境。

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《DNA的进化》


DNA的气泡遍布了大海的每一个角落,它们有的复制自己比较慢的,就在不断水解和变性的条件下消亡,有的DNA复制自己并不准确的,它就复制了别的DNA,自己却消失了物种,有的DNA所复制的RNA很能工作,制造的蛋白质比较能够对DNA起保护作用或者营养作用,于是这样的DNA就大量繁衍,占据了整个的海洋,有些RNA制造蛋白质的速度超级强大,在DNA周边形成了巨大的蛋白质气泡,这样的DNA也被保存起来,总之,在远古行星的地下海,生命还没有完全意义上的诞生的时候,优胜劣汰就开始有效了。


《原初物种的多样性》


这些简单的DNA是各种各样随机形成的短链,在各种环境中,形成各种各样的气泡,而它们制造蛋白质的功能,则十分的简单,大海中都是各不相同的DNA,各不相同的气泡。


这些气泡在功能上是有区别的。每一个气泡里面不过就是一个DNA片段,RNA合成的蛋白质单一而且简单。有的蛋白质容易与铁络合从而能够吸收氧,有的蛋白质容易与钙络合形成贝壳骨骼等具有保护作用,有的蛋白质有能力合成一些磷脂之类从而这个气泡的外面会包着很结实的膜等。在大海中分布着各种各样单一功能的气泡,这些气泡的功能是因为它们里面的蛋白质不同。这些气泡后来开始兼并和互相吞噬。


具体的说,这些原初的气泡,在起源上因为环境条件差异很大,所以就具有了非常不相同的功能。有的能够携带养分,输送给其他气泡吞噬,有的能够携带氧气,输送氧,有的能够钙化为骨骼,有的具有超级的吞噬作用,发展为后来的吞噬白细胞。有的能够吞噬其他细胞的DNA连接在自己DNA上,从而具有某种生殖繁衍、变异进化功能,后来就发展为生殖细胞。有的气泡可以分泌某种蛋白用来水解食品,有的气泡里面,则具有光合作用的蛋白质,从而发展为后来的叶绿体。有的气泡会分泌粘质的蛋白质,有的具有激素作用,这样的气泡就发展为后来的腺体细胞以及皮肤细胞。


而后来高等动物的各种系统和器官,消化、循环、分泌、免疫、生殖等等功能,都由这些功能不同的原初气泡进化而来。

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《细胞之间的吞噬与融合》


大的气泡会吞噬小的,把小的水解掉,成为食物。也有小的反而被吞噬之后,把大的气泡水解掉,类似于病毒,在大的气泡中迅速繁衍。这里就上演了互相吞噬、适者生存的一幕。那些不适宜生存斗争的气泡被接连不断的吞噬消灭,它们的DNA也不断的消失物种。


《吞噬:细胞器共生》


吞噬会造成共生和寄生。大气泡吞噬小的,共同生存在一个气泡当中,它们的功能可以互补,增加了气泡的生存能力。如线粒体、叶绿体,都是共生的产物。由于吞噬,功能多样的原初单细胞物种逐渐的融合在一个气泡当中,共生在一起,逐步进化为比较高级复杂的细胞。

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《吞噬:细胞质共生》


气泡通过吞噬,把各种起源的细胞质融合一起,各种蛋白质在这里开始合作,一个蛋白质合成的有机物直接被另外一个蛋白质继续合成为另外一个有机物,多种蛋白质合作,使复杂的有机物的合成成为可能。而此前,这些气泡只能利用大海中现有的天然的有机物。如此,这个大的气泡就开始了突飞猛进的进化。


《吞噬:细胞核的起源》


大小气泡共生在一起,小的成为细胞核,把大的气泡变为细胞质。


《吞噬:两个原初物种在DNA上共生》


气泡通过吞噬,造成了各种共生的情形,细胞器共生、细胞核共生、细胞质融合、RNA和DNA共生等多种共生形式相继出现。单细胞生物变得越来越高级越来越复杂。而气泡之间还会发生DNA共生的情形。这一切的发生,都是通过细胞的吞噬作用。而细胞吞噬最起初的原因和最终的目的,是DNA吃进DNA复制自己。


DNA共生,就是被吞噬的气泡的DNA与吞噬气泡的DNA组合在一起。或者首尾链接,或者成对在细胞核中存在。这就发生了一个新的物种,因为DNA已经改变为新的。


一个比较特殊的情形就是,这个新的物种在分裂繁殖的时候,会把两个原初物种重新复现出来。它的DNA有可能直接断裂开来,直接恢复出现从前共生的两个物种,也可能虽然它的DNA并没有断裂开来,但是在子代中,两个物种的DNA分别发挥作用。这样这个新的物种,就会分化为以两个原初物种。这也是DNA共生的一种方式。这种方式的特点是,原初物种的DNA互相组合在一起。细胞分裂的时候,两个原初物种又重新出现。就好像杂交水稻,在几代之后就又恢复了原来的水稻品种,而杂交品种在其中也以一定的比例出现。


这是两个物种通过DNA共生在一起,一起繁殖,而又独立出现。

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《吞噬:先有动物后有植物》


因为DNA的食品就是DNA,所以它首先会食用DNA。而不是去食用低级有机物或无机物。它也没有把无机物合成有机物的功能。它也不需要。它就是复制自己。


后来的气泡、细菌,也是一样,直接就以其他气泡为食品,食用捕获的气泡里面的DNA。而不是自己合成。


因此原初的物种,并不是以无机物为食品,并不具有合成有机物的功能。它们是直接食用其他气泡的。当植物的细胞还不存在的时候,还不存在具有光合作用的细菌的时候,就已经大量存在了异养单细胞生物。并且,以无机物为食品的细菌,是从以细菌为食品的细菌那里进化而来,是由于食品的缺乏,导致从前的吞噬细胞开始吞噬无机物。这就是植物的前身。


动物在生物界首先出现。它的出现并不以植物存在为前提。

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《单细胞植物》


最早出现的DNA气泡,并没有化学合成功能,不能把简单有机物合成DNA所食用的核苷酸。这些气泡是直接吞噬现有的核苷酸的。


在食物缺乏的情形下,有的物种具有了特殊的蛋白质,可以把简单有机物合成为复杂有机物,有的可以把复杂有机物合成为DNA以及核苷酸。甚至会出现可以食用无机物合成有机物的物种,具有叶绿素的物种。这些物种都是后来出现的。


先有动物而后有植物,植物从动物进化而来。


《生命的星际传播》


在远古土星的周围,有着大大小小数不清的卫星,这些卫星的外表虽然都是零下200度寒冷的低温,但是在这些卫星的内部,则是温暖如春的地下海。在各个星体内部,因为生命诞生的条件不尽一样,所以会有迥然不同的物种。由于单细胞生物不怕低温,可以在低温下保存。所以这些不同星体中的物种会随着星体的破裂、随着冰块从一个星球传播到另一个星球。物种的共生和融合,从而可以在星体之间进行。甚至于,几亿年之前的物种由于在低温冰块中保存完好,而与几亿年之后的物种相遇。使物种之间融合出现了各种各样的可能性。从而给生命的进化提供了更加广阔的时空。

《宇宙的秘密全部揭开(十九)生命起源》


《生命的本质》


DNA的性质是,不间断的复制自己,就好像是一个永动机,时刻都不间断。这与其他有机物有区别。其他的有机物和无机物一旦化学反应完成,就生成了静止的稳定有机物,不再有化学反应,死了。但是DNA是永不停止的,它的化学反应总是在进行中,反反复复。DNA这个永远不停息的活动,就是生命。


细胞,细菌,病毒,多细胞生物,都是因为DNA的这个不间断的自我复制活动而产生。


生命,就是DNA的自我复制。DNA的变化,就是变异。DNA的复制,就是遗传。DNA吃进其他DNA,要么复制自己,要么首尾连接加长,这样两种反应,一个就是遗传,一个就是变异。这就是DNA一生的全部活动。是一个化学反应。

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《化学、有机化学和分子生物学》


无机物,就是两个原子的化学反应。


有机物,就是一个碳碳长链,是一个空间骨架,无机物在上面具有空间定位。碳碳长链提供空间架构。


蛋白质,就是一个长链,折叠出特殊的空间结构,使多个原子可以组合为一个特殊功能团。这个功能团就是密码和活化酶功能。


DNA,就是全身都是密码。它仅仅与密码对接。


《宇宙的秘密全部揭开(十九)生命起源》


无机物化学反应激烈,能量大。


有机物则在温和条件下发挥骨架作用。强酸强碱氧化燃烧环境会破坏有机物。


蛋白质强酸强碱高温低温环境下立刻会变性水解,氧化燃烧更是不能允许。


DNA则只能生存于宇宙最温和的环境细胞质中。


就分子单体尺寸的大小看,一个蛋白质相当于几万个无机物分子。氧化物接触蛋白质就好像是蚊虫叮咬大象。这样的关系已经不可以叫做化学反应。所以有机高分子不是分子,分子生物学不是化学。


化学键的不同:无机物形成共价键离子键,结合能量大。


蛋白质和DNA折叠后,几个原子一起作为整体跟其他分子结合,不是化学键,比水结晶的能量小。类似于积木的拼图组合。


所以有机高分子不是分子,是积木。生命不是化学,也不是高分子化学,是拼图。

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页面更新:2024-05-14

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