从头开始——化学进化到生物进化

根据大爆炸宇宙理论,大约 150 亿年前爆炸初期,宇宙处于高温、高密度状态,只存在中子、质子、电子、中微子等基本粒子。首先是从层子到基本粒子→原子核→原子的物理进化;然后是由原子→分子→生物大分子的化学进化;从生物大分子变成单细胞生物,再发展为植物、动物、高级动物至人类则称为生物进化。

化学进化一般分为四个阶段。1.化学元素合成阶段:最简单元素氢,可俘获 1 个或 2 个中子,生成氘和氚,聚变生成氦,氦进一步聚变生成碳、氧、氮等,用光学望远镜观察到宇宙天体中元素和地球上一样,说明物质世界有同一起源。2.星际小分子合成阶段:近 10 余年来,由于射电望远镜的发展, 在宇宙太空中观察的星际分子转动光谱与地球上一致。3.生物小分子合成阶段:在地球和其他天体形成早期,大气中含大量甲烷、水、氨,在还原性条件下,也合成出氨基酸、嘧啶、鸟嘌呤等小分子。从陨石中也发现了这些小分子。4.生物大小分子合成阶段:有了氨基酸、磷酸、戊醣及四种碱基,就能组成生命的基础物质蛋白质、核酸 RNA 和 DNA。只含核酸分子的类病毒是化学进化最后阶段产物,也是生命的起点。

根据病毒学和生命起源研究的最新进展,有人排出从无机界到生物界演化的序列:

元素(C、H、O、N)→无机物(CO2、 H2O、NH3)→有机物(甲烷、氨基酸、核苷酸)→类病毒(RNA 分子)→病毒(核蛋白分子)→甲烷产生菌

(原始细胞)→蓝绿藻与细菌(原核细胞)→真菌(真核单细胞)→较高等

生物(真核多细胞)。