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地球上诞生的第一个生命究竟是什么?

上传时间:2026-03-24 14:42 来源:自然银龄科普 作者:王章俊

简介:

约40亿年前,在温暖的小池塘里,地球上第一个生命——LUCA(露卡)诞生了,LUCA是演化生物学家假设的一种生物,在今天的地球上无迹可寻,但LUCA的基因遗传下来,所以它才是现今地球所有生物祖先,是地球生命的起点。

约40亿年前,在温暖的小池塘里,地球上第一个生命——LUCA(露卡)诞生了。LUCA是演化生物学家假设的一种生物,在今天的地球上无迹可寻,但LUCA的基因遗传下来,所以它才是现今地球所有生物祖先,是地球生命的起点。
2016年,德国杜塞尔多夫大学威廉·马丁分析了地球上600多万个生物的基因DNA序列,进而确认:其中有355个基因广泛存在于所有主要生物门类中。由此,马丁推测:这355个基因应该同样存在于LUCA体内,并具有极其重要的生物学功能。它们能够跨越40亿年光阴,一直保存到至今,所以它们被称作“不朽的基因”。
 
 
上图:LUCA形成于海底热泉附近,下图:想象的LUCA结构图
 
LUCA仅仅是原始细胞,或称原始细胞团块。虽然还不具有原核细胞结构,但她具有了能够自我复制的能力。在后来的几十亿年内,在基因突变、物种变异、自然选择、适者生存的原则下,她依次进化出真核生物的祖先——阿斯加德古细菌、叶绿体的祖先——能进行光合作用的蓝细菌,以及适应有氧环境生活的好氧细菌——阿法-变形菌等原核细胞。这些原核细胞具有了真正的细胞结构,是现代意义上的生命,但她们依然是简单的原核生物。
大约在25-21亿年前,地球历史上发生了第一次“大氧化事件”。此时,阿斯加德古细菌吞噬了好氧的阿法-变形菌,进而诞生了第一个真核细胞,其原因是被吞噬的阿法-变形菌演化成线粒体。线粒体是真核细胞内最重要的细胞器之一,它是细胞内的“发电厂”,能将葡萄糖(C6H12O6)转化成供细胞活动的能量。
 
动物(真核)细胞结构示意图
 
这是在动物细胞的线粒体内进行的化学反应:所有的动物都需要吃进食物,食物先转化成葡萄糖,葡萄糖与动物吸收的氧气反应生成水和二氧化碳(释放)。故所有的动物都吸收氧气,呼出二氧化碳。
大约16亿年前,最早形成的真核细胞又吞噬了能进行光合作用的蓝细菌,后来蓝细菌演化成植物细胞内的叶绿体。叶绿体能进行光合作用,仅仅利用阳光就可以产生供植物生存繁衍的葡萄糖(C6H12O6)。
这是在植物细胞的叶绿体内进行的光合作用:首先,阳光中的某种紫外线将水分解成氧气(释放)和氢气;其次氢气与植物吸收的二氧化碳反应生成葡萄糖,葡萄糖再经过植物细胞内的线粒体反应形成供细胞活动的能量。故所有的植物都吸收二氧化碳,呼出氧气。
 

 

编辑:张希阳

校对:张     

审核:陈   萍

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