4地球生命的起源

生命起源涉及一系列未解之谜，如生命起源的时间、地点，当时的地球环境、生命有机分子来源及生命形成过程等等。

探索生命起源的时间，最好的证据是化石。化石是保存在岩石中的远古（一般指一万年以前）生物的遗体、遗迹和死亡后分解的有机物分子。

地球上所有的“能”均来自太阳。物质可以循环，但能量消耗转化后却不能再生。在各种特殊条件下，碳在宇宙和地球上演化为众多的有机分子(如碳水化合物、氨基酸、蛋白质、核酸等)，进而发展成能自我重构的大分子，即有遗传信息的原始基因片段。

其中，陨石，彗星和星际尘埃中存在有机分子，而且已经测出近百种有机分子，其中不仅含有固态的水，还有氨基酸，铁类，乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物，它们有可能随陨石和彗星来到地球。这就为“宇宙胚种说”的提出奠定了基础。

地球早期形成的大气层充满了还原性大气，主要由氨气、氢气，还有水、一氧化碳、二氧化碳和氮气组成，这使得原始地球初期形成的生物有机分子得以积累和保存；那时的大气层无游离氧，地球外层空间也未形成臭氧层，因此，强烈的太阳紫外线对早期大气中的化学反应起着重要作用；频繁的雷电、宇宙射线也是原始地球化学进化中的重要能源；更重要的是，原始海洋的形成为生命诞生准备了必要条件。

热泉口到外层海水之间存在一个温度递减的梯度和化学浓度变化的梯度，这个梯度有利于各种化学的连续反应和有机化合物的合成。

氨基酸之间相互结合为蛋白质，核苷酸之间相互结合为核酸（由核苷酸组成）。蛋白质和核苷酸聚合成团聚体，形成具有类似膜的结构，并能在酶的作用下产生淀粉，或聚合核苷酸等反应，终于聚合为多分子体系形态的最初生命细胞。

生物体通过燃烧糖类释放出CO2，产生能量维持其生命。这一新陈代谢是生命的基本特征，是生物体与外界环境之间物质和能量的交换过程，在这一演化过程中，碳起到了关键性作用。

地球上碳的循环

从无机物到有机物，再到有机化合物直至有机生命体的演化，实际上充满了很多的偶然性和挑战，因为即使有这种环境和条件，生命起源也是极端艰难的。