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[分享] 地球上第一个细胞是怎样诞生的?

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发表于 2025-3-10 15:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2025-3-10 15:43 | 显示全部楼层
提问者关心的往往不是化学上的答案,而是地球上为什么会诞生第一个细胞,是偶然的还是必然的之类
这要从“原始汤”说起了,简单地说,地球上第一个细胞的诞生肩负着宇宙托付的重任
原来宇宙中的物质一直在和膨胀的空间作斗争,斗争越来越复杂了,普通的分子的运动的武力值已经不够了,所以宇宙促成了第一个细胞的诞生
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发表于 2025-3-10 15:43 | 显示全部楼层
生命的进化是由低等到高等,最开始的类生命体其实是病毒。
病毒直到现在都广泛存在,病毒也是在特定条件下缓慢进化出来的,再之后是进化出细菌,带有细胞壁的植物细胞,最后才是动物细胞。这个进化过程太过于缓慢,也太久远,人类现在只能想象那个过程,没法给出清晰的路径。
理论上说,自然界自发形成的任何病毒都可以和人类共生,因为最初的类生命体就是病毒。
如果你好奇心比较重,还可以关注一下另一个问题,就是水对于生命的意义。
我也是最近无意中发现的,大多数植物都可以在特定时期在水中生存一段时间,几乎所有动物都会游泳,一开始我还想找出一个特例,后来我才明白,这是从生物进化时候就一直刻在基因里的原始本能。对于具体的某一个人来说,要是学不会游泳倒真的是心态问题了。
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发表于 2025-3-10 15:44 | 显示全部楼层
地球第一个细胞是怎样诞生的?
要探讨这个问题,需要明确一件事:
既然是第一个细胞,其组件必然是通过非生命反应产生。
PS,有人提到了病毒,请参考病毒的定义:“必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物”。也就是说,病毒不可能诞生于细胞之前。
早期的地球,确实存在通过非生命反应产生各种有机小分子的条件。
在地球逐渐冷却凝固之后,其内部依旧维持着很高的温度,物质分解产生大量的气体,会随着频繁的火山活动,被喷射到地表、释放到大气之中。
此时的地球的大气十分稀薄,氧含量极低,整体呈现还原性。其中主要构成成分都是氢的化合物,如H2O、NH3、CH4、H2S等,这些气体会随着降雨,溶解进入到原始海洋之中。
这些可溶性的化合物在外界高能作用下,可能是紫外线、闪电、地壳放射性同位素衰变的辐射能以及火山、温泉散发的热能等等,打破原始有机分子间的共价键,合成一系列小分子的有机化合物,如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸和卟啉等。
此时充满各种有机小分子的原始海洋,被称为原始汤。
说回细胞的诞生
就必须确定细胞最基础的组件——遗传物质、蛋白质,以及细胞生物所必需的脂膜。
其中遗传物质负责在亲代与子代之间传递遗传信息,并起到指导蛋白质的合成的作用,从而控制生物的各种性状。
蛋白质则负责各种功能的实现。
脂膜分隔细胞内外,能够选择性地交换物质,吸收营养物质,排出代谢废物,分泌与运输蛋白质。
然而遗传物质和蛋白质之间存在严重的依赖关系。没有蛋白质的参与就无法完成 DNA 的复制和组合,而如果没有 DNA/RNA 携带的信息,蛋白质也无从合成。
打破死循环的关键在于RNA。
RNA既有如 DNA 的遗传信息存储功能,又有如蛋白质的催化生化反应功能。
原始汤中的核苷酸通过自然反应,组合成原始的RNA分子,自然产生的RNA分子聚积,可能会产生相对稳定、具有生物活性的RNA聚合体。
这些RNA聚合体可能是最早拥有自我复制能力的生物大分子,虽然还算不上生命,确实所有生命的雏形。
原始汤中的氨基酸通过自然反应产生多肽,既而产生一部分蛋白质。同时原始汤内的RNA分子也会反过来影响蛋白质的产生。
而原始汤内的脂质分子则会聚合,漂浮于原始海洋表面。

一个简单的猜想,在原始海洋充斥着各种有机物,但生命尚未诞生的阶段,某处的海面上漂浮着一层脂质膜。
在某个独特的结构下,脂膜被吹成一个个脂质泡,而有极小的概率,脂质泡恰好中包含了某些必备的生物大分子,就形成了最原始的细胞。

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发表于 2025-3-10 15:44 | 显示全部楼层
自然过程→核苷酸→自组织→单/双链RNA(不稳定)
自然过程→多肽→自组织→蛋白质
RNA+蛋白质→RNA蛋白质复合体(稍稳定)
自然过程→脂质分子→在水中自然聚集→含脂质双分子膜的脂质粒(此步骤已经被人类大量实践并用来转运药物)
脂质粒+RNA蛋白质复合体→原始生命体(稳定)
原始生命体中一部分双链RNA→漫长时间里的自然置换→RNA·DNA杂交链→双链DNA
此为上古原核细胞。
可参照:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2890201/pdf/cshperspect-ORI-a002170.pdf太空环境里材料的形成
https://www.nasa.gov/content/nasa-ames-reproduces-the-building-blocks-of-life-in-laboratory
行星环境里材料的形成
知乎 - 安全中心
核苷酸在水中自组装
知乎 - 安全中心
超短RNA链即可发生氨基酰化
知乎 - 安全中心
RNA酶自我复制
知乎 - 安全中心
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发表于 2025-3-10 15:45 | 显示全部楼层
我并不是相关专业领域的,就说些在知乎逛了这么些时间,自己捋的思绪。
知乎上的回答基本都分为两个阵营,可以理解成正方和反方啦。

  • 有一个问题是:大脑和宇宙哪个复杂?如果宇宙比大脑复杂,是不是人类永远无法探求全部宇宙?
大多数回答都是基于这一理论
大脑在宇宙之中
宇宙包含大脑
并结论宇宙比大脑复杂。
我承认他们的理论无懈可击,但如果单单对比人类大脑和“没有生命存在的宇宙”呢?
没有生命存在的宇宙就没有人类大脑,这个问题没有意义。
就像问,宇宙为什么是这样的?
如果宇宙不是这样的,你就不会站在这问这么愚蠢的问题。


  • 另个问题是:在宇宙诞生之起,是否所有的事都已经注定了?
我认为这世界是由许多偶然事件和必然事件组成的。很多事是必然会存在的,就像问
如果袁隆平没有研究杂交水稻,世界会怎样?
还会有赵隆平,钱隆平,孙隆平…去研发
就是说杂交水稻出现是必然事件。
杂交水稻由袁隆平来研究是偶然事件。
<hr/>答主能看我啰嗦到这里,我表示感谢。
我的理解其实就是物种或者说细胞出现是自然而然的。地球在诞生之日起就含有相应的物质,亦或是其他天体撞击最后将各种元素留在地球上的。
目前看来月球的出现很重要。可月球是怎么来的?
轻的气体元素飘起来又因地球引力的拉拢形成了大气层。地球慢慢安稳下来,有了昼夜,有了温差,光合作用开始产生。
也许不同的分子由于引力的作用遇到了一起,发生化学反应,然后就有了下面这一串长图喽
<hr/>
终于能祭出我珍藏17天的老图啦,哈哈哈哈哈
不过貌似没太解释怎样“诞生”,题主先看着,不明白咱再聊。























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