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地球,因何成为生命的天选之地

地球 2026-03-01 菜科探索 +
简介:文章转载自中国国家天文 蓝 色的地球生机勃勃,表面丰富的海洋和足够密度的大气使其在众多行星中脱颖而出,生命也得以在这里起源演化。

生物与地球环境的协同演化进一步使得地球成为更加适宜生命居住的星球。

地球环境如何引发生命的起源是一个重要且复杂的研究课题。

地月系孕育了生命,妆点了自然。

来源 / wiki 地球是目前已知唯一存在生命的天体

【菜科解读】

地球,因何成为生命的天选之地?

地球,因何成为生命的天选之地?

文章转载自中国国家天文

色的地球生机勃勃,表面丰富的海洋和足够密度的大气使其在众多行星中脱颖而出,生命也得以在这里起源演化。

生物与地球环境的协同演化进一步使得地球成为更加适宜生命居住的星球。

地球环境如何引发生命的起源是一个重要且复杂的研究课题。

地球,因何成为生命的天选之地?

地月系孕育了生命,妆点了自然。

来源wiki

地球是目前已知唯一存在生命的天体,地球因何成为天选之地?地球是否是宇宙中生命唯一的温床?又是怎样的契机使得物理化学过程质变为生命过程?

这一系列问题吸引了古往今来无数科学家的目光。

要想解开地球生命起源的重重谜团,需要着重关注地球生命何时产生、首个生命是以何种形式出现、生命出现在什么环境、地球与地外有机物之间是否存在交换等问题。

因此,通过研究地球早期生命,我们才能理解生命从无到有所经历的重要环节,进而认识宇宙中生命可能的存在形式。

地球,因何成为生命的天选之地?

星际中也存在相对复杂的有机分子。

来源wiki

/ 地球生命产生的时间

一般来说,生命要满足能够进行自我复制、新陈代谢和区室化等条件。

对于地球生命而言,细胞结构的产生是由非生命过渡到生命的主要节点。

由于地球生命全部都以磷脂双分子层构成细胞膜,以脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)为遗传及转录载体,以20多种氨基酸为蛋白质的基础组成元件。

因此可以推测所有地球生命应该拥有一个共同的单细胞祖先。

至于在同时期是否出现过其他类型的生命,因为后来无法适应多变的环境而灭绝,就不得而知了。

所以,想要确定地球生命起源的时间,寻找生命遗留下来的证据是最关键的步骤。

早期生命遗留下来的最常见证据是化石,根据鉴定和研究手段,可以将化石分为形态化石和分子化石。

在生命起源初期,像叠层石这样能作为可靠证据的微生物形成的宏观化石十分难得,绝大部分形态化石或生物构造(例如生物矿化物质)难以仅从形态学上确定是生物成因,因此一般需要其它分子证据等共同支撑。

地球,因何成为生命的天选之地?

海底沉积物中的古老单细胞藻类。

来源wiki

地球,因何成为生命的天选之地?

古老的单细胞生物有孔虫的化石。

来源UKfossil

核酸、蛋白质、脂类分子和小分子代谢物都是常见的生物分子证据。

其中,RNA的半衰期仅为数分钟至数小时,DNA的保存时间跨度大概是数千年到数十万年,相比于地质时间尺度较短,并且往往在特殊的地球化学条件下才能较好地保存下来;

如若在氧化环境下,DNA的半衰期仅为数周时间。

蛋白质能保存最久的时间也不过6800到8000万年。

不过,脂类分子和小分子代谢物(如藿烷类化合物)可能保存更长的时间,甚至超过15亿年。

在目前的化石研究中,光谱学占据着重要地位。

当类似微生物化石的微结构被发现后,拉曼光谱和红外光谱等技术可以用于鉴别该微结构内的含碳矿物、有机质、碳氢键等暗示生命活动的信号,这些信号也能通过对沉积后替换和降解作用的研究来进一步证实。

此外,同位素手段也可以识别微生物活动留下的生命痕迹。

地球,因何成为生命的天选之地?

年轻的地球在后期猛烈轰炸时期的想象图。

来源Science Photo Li1ary

当地球在45亿年前产生稳定的地壳和水圈时,宜居条件就基本产生了。

但那时的地球频繁遭受陨石撞击,无法维持稳定的宜居环境,直到39亿年前后,晚期大轰击事件(LHB)才结束。

尽管学术界对于LHB的存在与否仍有争议,但是根据碳同位素比值以及叠层石的年代推测,可以确定目前已知的最早生命出现在37亿年前。

换言之,如果存在LHB,生命起源应该产生于37到39亿年之间;

如果不存在,则生命产生的时间可能更早,即在37到45亿年间。

/ 自源型起源假说

对于地球生命的起源,科学家有着诸多猜测,包括是在还原性的大气、深海热液口金属硫化物沉积、地热区域、或是撞击地球的小天体中。

还原性的大气允许甲烷、氢气、氨气等含氢化合物的累积,通过自然界的放电反应,它们能够合成有机大分子,这些分子在低温大气环境中更加稳定,也更适合碳氢化合物的保存。

另一个著名的猜想是RNA世界假说。

RNA世界假说是基于RNA既可以作为遗传物质,又能作为核酶,靠自我复制就能不断扩增、代谢并存留的特点。

但是,由于RNA的寿命很短,且酶功能有限,才逐渐演化为更加稳定的DNA遗传物质-蛋白质酶体系。

目前已知RNA仅在病毒和类病毒中作为遗传物质存在。

不过,RNA在高温环境下稳定性较低,所以与还原大气假说一样,该假说同样支持一个相对低温的环境。

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想象中的RNA世界。

来源scripps

除生物低温起源假说之外,高温起源也是生命起源的研究热点。

地球的深海热液系统包含生命基本元素、必要的热能量和电化学体系,而被认为是孕育地球生命的潜在温床。

大陆的地热场也可能是生命的起源之地。

地热系统中的水体在蒸发过程中有可能富集生命基础分子或其前体,从而加速前生命物质之间的组装。

另外,太阳光也能够成为生命的能量来源,从大气中通过光化学反应产生的盐分和有机物则能够成为生命的营养来源。

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核糖体进化模型。

来源wiki

/ 外源型起源假说

天体生物学先驱卡尔·萨根提出,虽然地外的生命形式很可能与地球的截然不同,但是人类无法脱离所熟知的碳基生命来探测地外,因为一个矿石可能放在其它星球上就能成为生命,但在地球上,我们依然无法将其划归为生命。

因此,我们无法脱离人类认知基础,而去盲目相信天马行空的猜测。

直到现在,卡尔·萨根的逻辑依然不过时。

地外天体也可能是生命有机分子的重要来源。

太阳系的碳质球粒陨石中发现过一些纳米级有机分子球粒,通过对其中氢同位素的检测,认为它们(包括较复杂的氨基酸)应该形成于太阳系诞生前的星云时期。

所以,即使早期地球剧烈的火山和地壳活动破坏掉了原有的有机物,太阳系中的小天体也能携带这些物质抵达地球,从而满足生命发生的物质条件。

地球,因何成为生命的天选之地?

南极陨石ALH84001以及其中的细长磁铁矿晶颗粒。

在可能含有冰的小天体中,放射性同位素的衰变可以导致温度升高并产生液态水。

同时,研究发现宇宙射线和紫外辐射可以诱导合成复杂有机物,包括氨基酸、核酸碱基、糖类和难降解有机质等。

近日,日本团队在小行星龙宫上采集样品中发现存在多种氨基酸,也证实了小天体确有形成和携带复杂有机物来完成行星间传输的能力。

/ 我们从哪里来?

地球生命现象的发生是无数宇宙事件中的奇迹之一。

生命究竟何时产生?地球是否是唯一拥有生命的星球?这些都是人类探索宇宙的永恒话题。

地球,因何成为生命的天选之地?

如果换一种可能,地球生命可能是另外一种景象。

来源wiki

目前认为,地球生命的形成是在相对较短的时间内发生的,由前生命过程将生命一步一步构建起来。

在经历了可携带遗传信息的生化分子的筛选、具有酶学功能和信息传导的生化分子的挑选、各种代谢链的建立、代谢网络的完善、代谢过程的区室化等一系列步骤后,最终形成了我们现在所熟悉的以细胞为基础的生命形态。

在此过程中,生命所依赖的有机物可能来源于还原性大气、地球热液系统、地外天体输入等,而生物必需分子的同手性特征通过自催化反应产生后,可以被生命祖先有效利用于繁衍和代谢活动。

尽管地球最早的生命无法被直接认知,但是科学家可以通过化石、同位素、有机分子、分子钟等方法探究和刻画生命最早出现的时间和特点,从而一步步揭开地球生命起源和演化的神秘面纱。

——本文节选自《中国国家天文》9月刊

作者简介 /

申建勋,中国科学院地质与地球物理研究所博士后,研究方向为类火星环境中生命信号的探测以及前生命化学体系中分子特征的分析。

林巍,中国科学院地质与地球物理研究所博士、研究员、博士生导师,主要从事地球生物学与天体生物学研究。

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地球,因何成为生命的天选之地?

超高龄产妇,跨越年龄的爱,是勇敢还是冒险?

生活中,我们常听闻各种光怪陆离的“未解之谜”,可细究起来,很多不过是捕风捉影、凭空臆造的产物。

然而,在我们身边,却真真切切存在着一个令人惊叹且充满谜团的人类现象——超高龄产妇。

当63岁的吉林松原母亲,颤抖着双手却满含深情地紧握新生女儿那柔软的小手;

当驻马店60岁产妇,在历经失独的至暗时刻后,终于迎来新生命带来的希望曙光——这些在过往认知里被断言“绝无可能”的生命奇迹,如今正以一种令人咋舌的频率,在现实的舞台上接连上演。

超高龄生育,这个曾经被医学的边界牢牢框定、看似遥不可及的领域,如今正借助辅助生殖技术的突破性进展,一点点冲破桎梏,将曾经的幻想变成了触手可及的现实。

01,女性最佳生育年龄 众所周知,女性生育是有周期的,超过一定年龄就绝经了,这个年龄一般是49岁左右(44-54),也就是很多人熟悉的更年期。

理论上,越过这个年龄,妇女是不能自然受孕的。

但是,很神奇的是,人类中屡屡出现超高龄产妇,之前就报道过一位67岁自然受孕的母亲,类似的记录似乎还不少。

内容是从抖音上一些官方新闻客户端截取的,应该是真实的 那么,这里就产生了一个违背现有科学认知的问题:超高龄妇女,她们体内如何出现活跃的卵细胞? 02,超高龄妇女为何还能自然受孕? 超高龄妇女,她们体内如何出现活跃的卵细胞?是因为她们本身卵细胞就比普通人寿命更长?还是因为她们体内某些干细胞被激活从而重新生成了卵细胞? 目前全世界这个领域的人都在猜测。

如果是前者,那么问题也就是nature级别。

当然,女性的个体差异这种问题的确存在,但是既然统计数据一般是44-54之间,所以,出现这种67的概率应该是小的很,因此,这种极端例子,值得重视。

但是后者的话,那是诺奖级别的,因为这意味着,衰老的人体内,他们的干细胞还是可以激活的,这是真正的人类生命之泉。

那么,这就意味着,可能未来我们真的可以通过激活人体的干细胞来解决很多事情,甚至很多现在棘手的疾病都不是问题了,毕竟干细胞,尤其是胚胎干细胞,那可是几乎万能的啊。

当然,到目前为止,仍未证明后者是对的。

之所以了解这个问题,是因为我一个朋友就在做这方面的研究,不过他们用的是小鼠,虽然也发现了一些有意思的现象,也发了如cell stem cell这种论文,但是还是缺乏足够的证据支持这些结论。

最后,发现大家都在关注老人该不该生的问题???是我的关注点不对么?

识质存在地球仪互动暗藏日本喜剧梗,引发本土玩家热议

已有不少玩家体验过科幻动作游戏识质存在,并在其中发现了一处耐人寻味的细节。

这一细节或许不易被多数西方玩家察觉,却在日本玩家群体中引发广泛关注――它藏身于一段看似寻常的地球仪互动场景之中,实则暗含一段源自本土喜剧文化的巧妙致敬。

游戏中,玩家可获得一种名为“地仪”的特殊全息投影装置。

该装置能根据数据重建现实世界中的各类物品,而地球仪正是最早可复原的物件之一。

当角色戴安娜成功激活这一模型后,她随即开始旋转球体,并逐一指向不同国家的地理位置。

表面看来,这只是角色探索世界设定的自然延伸。

但熟悉日本喜剧风格的玩家很快意识到,这一连串动作与某位知名喜剧艺人的标志性桥段惊人地吻合:在那段广为流传的表演中,演员突然亮出地球仪,以夸张的节奏快速转动,继而猛然定格、高声报出国家名称,荒诞感与节奏感共同构成笑点核心。

尽管戴安娜并未复述原桥段中的经典台词,但她旋转地球仪的方式、停顿的时机以及指向动作的力度与节奏,均与该喜剧段子高度一致。

不少玩家推测,开发团队很可能有意借鉴了这一表现形式,将其转化为专为日本玩家设计的隐藏式幽默。

当前,日本玩家社群正围绕这一发现展开热烈讨论,普遍认为其相似度已远超偶然范畴。

也有玩家半开玩笑地指出,对缺乏相关文化背景的海外用户而言,这段动画或许仅显得略显突兀,难以领会其中蕴藏的会心一笑。

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