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主题:【科普】人类出现在地球上,真的不容易 -- 电子赵括

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    • 家园 就是因为这各个方面的偶然性才造就了有现在人类的存在

      你想问题怎么可以这样反过来思考?

      换言之,今天能看到你这篇文字是需要那么多可能........

    • 家园 一个假想的生命起源和进化过程

      在赵括兄文中的条件允许的情况下,化合物之间不断进行着化学反应,产生出单糖,意外地生成了氨基酸,怀疑这些反应在没有酶催化的情况下一般不容易发生(我无机化学功底浅,不知对不对),正需要地球一开始的恶劣环境。随着环境的改变,例如温度的下降,这些初始的化合物溶解到水里,氨基酸合成了初级的蛋白质,产生了酶。酶的出现应该是生命起源的革命,加速了合成和代谢的效率,为大量制造蛋白质提供了可能,然后核酸和蛋白组成了最初级的生命。这些生命总在不断寻找着最佳的方式繁殖,生命的形式变得越来越复杂,从水中到了土壤里。出现了物种的多样性,开始进化。

      举个例子,无机的氨转化成有机的氨基酸需要谷氨酸脱氢酶(glutamate dyhydrogenase, GDH)的催化。GDH 广泛地存在于几乎所有物种里,从细菌到霉菌,到草履虫,到植物动物。低级物种只要用GDH来合成氨基酸,用氨基酸合成蛋白,并产生了初级的对酶活性的调节。但到了高级动物GDH催化的反应发生了根本的变化,出现了更精细的调节和控制,因为氨基酸可以从食物中摄取,不需要再在体内合成,GDH主要用来分解代谢氨基酸。

      物种的进化里,基因也许并不是决定力量,环境决定了对生物化学反应的调节,生物化学反应的复杂化和精细化与环境相呼应,是自然选择的决定力量。

      所以生命的起源和进化的过程可以概括为:从简单的无机化学反应到复杂的有机化学反应,到酶的出现,到更复杂的生物化学反应的出现,到对酶活性调节的出现,到对酶更精细调节的出现,而且这些也还在不断地变化着。

      个人观点,愿和大伙一起讨论。

      • 家园 弥勒的放电试验就是关于简单有机物(如氨基酸)的产生吧?

        据说他在模拟地球远古时代(模拟原始大气成分如甲烷、氨、氢等混合气体)的环境中,用溶液煮沸+放电(相当于自然的闪电)的方法产生了微量的20种小分子有机化合物,其中有11种氨基酸。

        但是后来他的结果似乎也有争议。

    • 家园 也许我们是孤独的

      也许有别的生命形式,象高温的硅为核心的化合物为基础进化而来的生命。

      • 家园 startrek:TNG中的一集不就是硅基生物吗?
        • 家园 硅基生物我觉得不大可能

            地球生物很重要的一环是碳循环。碳可以有气体化合物(二氧化碳),二氧化碳在水中可以有相当的溶解量。而硅就做不到这一点,硅循环无法实现。

            碳的化合物在生物体内“燃烧”后变成二氧化碳,很容易排出进入循环。硅如果能“燃烧”变成二氧化硅,很难排出。

          通宝推:晴空一鹤,
          • 家园 谢谢挖出老帖!

            呵呵,开始差点想不起来了,合着在河里还讨论过这个?

            还别说,我有个朋友就是看了这一集觉得太过荒谬,从此对STARTREK印象大坏。

            你说的对,下面的TON也说到了代谢产物问题。

    • 家园 别的生命也许不需要我们“人类”看来是必须的条件。

      在思考这个问题的时候,我们往往以我们“人类”自身标准来衡量外面的环境是否可以有生命存活。这种前提我认为是不正确的。

      • 家园 但别的条件下机会是微乎其微的

        很多复杂的生命化学反应是有氢键参与的。个人观点, 这一条件是至关重要的。氢键的特点是不太强(不是真正的化学键)又不太弱,所以它的产生与断裂不需要很多能量。(太弱的话别的键合与之竞争,太强的话一则难以断裂,二则能量达到氢键的断裂能时可能导致碳链的断裂,从而导致生命的死亡)。概言之,碳基生命,尤其是高级生命,类似于地球的温和条件,很可能是必须的。

        当然,生命有可能不是以碳为基础的。但如我上一帖子所言,非碳基生命生命即使不是不可能的,机率也应该是微乎其微的。

        • 家园 对,氢键使水溶液具有了很多特异的性质

          从而成为生物化学反应的载体。

          因为氢键的存在,使得水在凝固点,沸点,密度,溶液内的分子团等等方面都有和其他类似化合物很不相同的性质。

        • 家园 氢键对生命的重要性

          不敢当赵括兄谬赞。赵兄的白话三国那才叫大手笔呢。我可是不止读了3遍5遍N遍哪。

          回到生命这个话题。我的观点是氢键和碳元素很可能是极为重要的两个必要条件。此贴只谈氢键。

          我猜想生命(尤其是高级生命)必须一种极性溶剂作为体液来运送营养物质与代谢废物。如果这种猜想正确的话,那么水就几乎是唯一可能的候选者。原因如下:

          1。水的分子结构以及水分子间可以形成氢键的事实造成了固态水的密度小于液态水。因此,即使温度很低,在很厚的冰层下,仍有液态水存在的可能。这可以保保证极端条件或灾难发生时,整个生命界不至于灭绝(至少一些细菌仍然可以在冰层下的液态水中生存)。而这就为生命界的再次繁荣保存了种子。

          2。稳定的化学元素中,只有氧,氮,氟可以生成氢键。而氮氢化合物(氨)呈碱性,氟氢化合物(氟化氢)呈酸性,只有水酸碱相当呈中性。

          观点不成熟,请各位高手指正。

          • 家园 多谢海天兄指正。酸碱性的说法确实不当。不过

            从广义的酸碱角度来说,酸碱性还是有可能PLAY SOME ROLE的。假设生命必须是碳基的,那么代谢的最终产物很可能必然是二氧化碳。用水来运输二氧化碳是很容易的,但如果溶剂是氨,那么水的产生就几乎不可避免了,而这必然导致一个水基体系,从而使得酸碱的影响再次发生。

            我用汉语拼音输入,实在太费劲。很多话难以尽言,容以后跟各位详细讨论。

            各位周末及国庆愉快。

            • 家园 你可以试试联想功能

              我现在也在用全拼,十分痛苦。

              你对代谢产物的考虑很有道理,我是在想highway和水风的话,也许硅基甚至磷基生命在很极端的条件下有存在的可能。

              期待你的大作啦!

              • 家园 关于硅基甚至磷基的可能性

                碳与硅都有四个键,很适和结合成长链大分子。磷因为不是四个键,可能性就小多了。

                碳与硅的比较:代谢的氧化济应该是氧原素吧。

                碳氧化的产物是二氧化弹,气体或液体,流动的,很容易参家下一个循环。硅氧化的产物是二氧化硅是沙子,是石英,两千度以下都是固体,不能再参加下一个循环了。

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