初的原始細胞,叫原核生物,至今仍以細菌的方式存在。它們都沒有一些較高級細胞那樣的細胞核、其他許多亞細胞結構和細胞器。這些細胞不能獲得自身的養料;而將排出的有機物分子溶解在自己生活的海洋中。這種營養方式--攝入現成的養料--被稱為異養型。細胞也不能利用氧氣破壞食物分子以獲得能量。由攝入養料而放能的過程叫呼吸;無氧的呼吸稱為厭氧呼吸。最初的生命實際上是厭氧型的(即在缺氧情況下生活的--譯注)。由於大氣中沒有自由氧或單體氧,這種說法有一定道理。厭氧呼吸的效率極為低下,它需要很多養料來產生很少的能量。但是在充滿大量有機物的海洋中,海洋所含養料不能持續很長時間。生命體消耗養料的速度比通過化學過程補充養料的速度快得多。沒有養料,生命不可能生存。難道遠在最低級的軟體蟲爬行到陸地上之前,生命就因為饑餓而滅絕了嗎?要不是一種叫作葉綠素的奇妙分子,答案也許會是肯定的。大約25億到30億年前,經演變生成的葉綠素大大改變了進化的過程。它提供了一種從陽光中獲得能量,並轉變成可存儲的化學能量,或養料的方法。因此生命體不再依賴通過厭氧過程聚集起來但不斷減少的營養素。它們只需在太陽下就能獲得養料。生命體從基本原材料中獲得自身的養料叫自養。利用日光完成上述工作被稱為光合作用。光合作用還向大氣中釋放自由氧(參見:《地球:不需要空氣面罩》)。對巖石的化學分析表明我們的大氣層在20億年前就有氧氣存在。自由氧出現後不久就逐漸形成有氧生命。細胞利用氧氣從營養素中獲得的能量為沒有氧氣時的近20倍。養料持續時間延長,進化出較復雜的有機物。簡單的原核細胞有機化,形成第一個有自己的膜包核子的真核細胞。這種變化大約在14億年前出現。不久,真核細胞開始聚集成多細胞有機物。最古老的多細胞動物化石在大約10億年前出現。現在,所有的動物和生物由原核細胞組成。在氧氣進入大氣層之後,生命開始進入陸地。如果沒有自由氧,實際上不可能演變出陸地上的生命。原因在於:生命在海洋中通過化學合成進化。這是一個艱難的過程。剛剛形成的有機物分子結構復雜且脆弱。強烈的太陽光,特別是紫外線,襲擊地球,有機物分子剛形成時很容易被毀掉。在這種條件下即使最簡單的細胞都沒有機會進化。但是,如果這些分子形成後沉入水中,可能僅僅在水面下幾英寸或一英尺,基本上也能躲避射線,化學合成可以進行得很順利。然而,陸地上的生命不斷受到紫外線的傷害。我們來看看氧氣。正如在《地球:不需要空氣面罩》已談到的,紫外線和閃電放電將上層大氣層中的氧氣轉變成臭氧.臭氧的獨特能力是吸收紫外線。因此,隨著建立臭氧保護層(現在仍然存在,但環境學家認為它正在逐步消失),生命有可能遷移到陸地上(事實上已遷移到陸地上),經過數十億年的進化而成為蛞蝓、臭蟲、青蛙、蛇、鳥、蕨類、花、黃瓜和人類。沒有臭氧保護層,絕對不可能有這些進化。就我們所知,在太陽系的其他地方不存在生命。對火星和月球泥土所作的直接檢驗表明那兒沒有生命存在。金星上的溫度過高。水星上的溫度要麼過高、要麼過低,輻射也太多。在木星、土星、天王星和海王星等大行星中沒有合適的物質,表面溫度也太低。冥王星是一片冰凍的荒地。在60多個****中,也許只有幾顆****上存在一些簡單的微生物,但這一點尚無法確定。生命的進化需要合適的物質、能量和溫度,這是讓人極為珍惜的條件。生命日益復雜和多樣化,要求客觀條件在關鍵方面發生改變,從而異養型生物才能變成自養型生物,厭氧微生物才能進化成需氧微生物,水生動物才能離開海洋走上陸地。智能生命才能逐步形成,再去考慮自身的起源。就我們所知,這些奇跡發生在地球上,而不是在任何其他星球上
|
|