生命起源于100亿年前

根据现代科学提出的进化论,生命起源于20亿年前的海底,可有科学家提出的新的观点,认为生命起源于100亿年前!

生命如何起源?

这是生物学上的一个重大的问题,许多科学家都在模拟早期地球的环境,试图以此来揭示生命起源的细节。然而,生命真的是在地球上起源的吗?

生物也遵循摩尔定律

在计算机行业中,有一个著名的“摩尔定律”,这个定律说的是,单位面积的集成电路上的晶体管的数量每18个月就增加一倍。由于这个定律的存在,电子微芯片上的晶体管数量呈现指数增长,并且一直在持续着,于是芯片的运算速度越来越快。

有人根据摩尔定律描述的速率向过去反推,寻找芯片上最早出现晶体管的时刻,那个时间点是20世纪60年代,和芯片上出现晶体管的实际历史比较吻合。

另一个利用摩尔定律反推的例子是科学出版物。从1960年到1990年,科学出版物大约每15年增长一倍。如果我们根据这个增长速度回溯,就会找到科学出版物最早出现的时期,大约在1710年,也就是大科学家牛顿的时代,正好是现代科学开始的时期。

那么,如果把摩尔定律应用到生物进化领域,会有什么有趣的结论呢?

美国的国家老龄化问题研究所的阿列克谢?沙罗夫和自己的同事一起,把摩尔定律用于生命的复杂性的研究。生物学家知道,生命的复杂性随着时间而不断增加,从原核生物到真核生物到更复杂生物如蠕虫和鱼,最后到哺乳动物。复杂性的增加呈现出指数增长的变化,很像是摩尔定律描述的现象,所以沙罗夫用摩尔定律的方式套用到生物复杂性上,结果发现,生物的复杂性大约每3.76亿年增长一倍。

生物复杂性增长与芯片晶体管增加都遵循摩尔定律,这其实也很好理解。因为生命遗传物质是基因,基因是有许多碱基对构成的。碱基对就好比是芯片上的晶体管,基因就好比是芯片上不同位置的晶体管群,能够执行各种功能,而细胞中的染色体就像是芯片,上面“镶嵌”了大量的基因。

生命起源比地球年龄还早?

现在,有趣的问题来了:如果我们从现在的生物复杂性反推,寻找生命首次出现遗传物质碱基对的时间点,也就是生命真正诞生的一刻,会是什么时候呢?

沙罗夫很快就计算出了那个时间点:距今97亿年前,误差上下不超过25亿年。换句话说,生命起源于大约100亿年前,至少也起源于距今70多亿年前。

此言一出,许多科学家都跳了起来,因为科学界公认,地球的年龄大约是46亿年。他们立刻发现了一个严肃的问题,根据摩尔定律计算的生命起源的时间竟然比地球的年龄还久远很多。这怎么可能呢?

一些科学家认为,沙罗夫把摩尔定律用于生命起源研究,可能是有问题的。也许生命的复杂性的增加并不是匀速的,也许早期的时候生命的复杂性增加得很快,而到近期生命复杂性的增加变慢了。所以沙罗夫用近期的复杂性变化趋势来预测生命起源的时间,就会把生命起源的时间点估计得更古老,而实际的生命起源时间没那么古老,应该还在地球年龄以内。

但沙罗夫不同意这些科学家的判断。他提出,许多古老细菌的孢子具有很强的生存能力,可以在冰层中潜伏几百万年,然后遇到好的环境再次焕发活力。它们可以在很长的时间里复杂性变化不大。所以从生命演化的历史上看,复杂性的增加基本上可以算作是匀速的。

沙罗夫相信生命起源于100亿年之前。因为天文学研究表明,太阳实际上是从宇宙中的上一代恒星的灰烬中产生的,所以生命完全有可能在上一代恒星的时期就已经诞生了,此后那些恒星虽然爆炸消失了,但一些生命的“种子”保存在恒星爆炸后残余的星际尘埃和气团中。等到太阳这批恒星产生,太阳系这样的星系出现后,生命的“种子”降落到地球上,开始了第二次进化。

我们是第一批智慧生命

如果生命的确起源于100亿年前,那么曾经困扰天文学家的“费米悖论”也能得到解释。费米悖论是著名物理学家费米提出来的,他设问,如果宇宙中存在大量的智慧生命,为什么我们至今仍然没有遇到任何其他智慧生命呢?

按照沙罗夫的观点,由于生命演化到出现人类这样的智慧生命,就已经花费了100亿年的时间,再考虑到宇宙早期产生第一批恒星也需要时间,所以人类这样复杂的智慧生命,很可能是银河系甚至宇宙中最早产生的一批智慧生命,也许我们不是第一种智慧生命,但第一种智慧生命的出现,也不会比我们早多久。既然我们人类现在还连太阳系都没有冲出去,其他智慧生命也强不到那里去,都还没有足够的能力跨越星际之间的巨大距离,因此大家没有彼此碰面,并不奇怪。

虽然摩尔定律是否能用于生命起源时间的研究还有争议,但生命起源于地球诞生之前很久的观点,确实值得我们认真考虑。

研究生命起源的意义

研究生命起源是要弄清几十亿年前生命诞生的历史,然而其意义远不止追根溯源,还在于可以了解生命与环境、整体与部分、结构与功能、微观与宏观、个体发育与系统发育以及物质和能量与信息之间的辩证关系,可以进一步阐明遗传变异、生长分化、复制繁殖、新陈代谢、运动感应和调节控制等生命活动的机制,从而认识和阐明生命的本质,以实现人类控制和改造生命的目标。

虽然,生命起源和细胞起源问题的研究是在试图重建一个遥远的历史过程,有别于大多数其他研究领域,完整的起源过程不可能在实验室里得以重复。但是,它是可以分阶段、一步一步地在实验室去模拟、去检验的。因此,研究起源问题,一方面要到大自然中去寻找答案,另一方面也是更重要的是在实验室进行各个演化阶段的模拟研究,开展人工合成生命物质、人工合成细胞的研究。这些研究不仅有助于生命起源和细胞起源问题的阐明,反过来,其研究成果又可以指导人们根据需要去人工合成生命物质、人工合成细胞甚至人工合成生命,实现生命科学的最终目标——控制生命和改造生命。

根据现代科学提出的进化论,生命起源于20亿年前的海底,可有科学家提出的新的观点,认为生命起源于100亿年前!

生命如何起源?

这是生物学上的一个重大的问题,许多科学家都在模拟早期地球的环境,试图以此来揭示生命起源的细节。然而,生命真的是在地球上起源的吗?

生物也遵循摩尔定律

在计算机行业中,有一个著名的“摩尔定律”,这个定律说的是,单位面积的集成电路上的晶体管的数量每18个月就增加一倍。由于这个定律的存在,电子微芯片上的晶体管数量呈现指数增长,并且一直在持续着,于是芯片的运算速度越来越快。

有人根据摩尔定律描述的速率向过去反推,寻找芯片上最早出现晶体管的时刻,那个时间点是20世纪60年代,和芯片上出现晶体管的实际历史比较吻合。

另一个利用摩尔定律反推的例子是科学出版物。从1960年到1990年,科学出版物大约每15年增长一倍。如果我们根据这个增长速度回溯,就会找到科学出版物最早出现的时期,大约在1710年,也就是大科学家牛顿的时代,正好是现代科学开始的时期。

那么,如果把摩尔定律应用到生物进化领域,会有什么有趣的结论呢?

美国的国家老龄化问题研究所的阿列克谢?沙罗夫和自己的同事一起,把摩尔定律用于生命的复杂性的研究。生物学家知道,生命的复杂性随着时间而不断增加,从原核生物到真核生物到更复杂生物如蠕虫和鱼,最后到哺乳动物。复杂性的增加呈现出指数增长的变化,很像是摩尔定律描述的现象,所以沙罗夫用摩尔定律的方式套用到生物复杂性上,结果发现,生物的复杂性大约每3.76亿年增长一倍。

生物复杂性增长与芯片晶体管增加都遵循摩尔定律,这其实也很好理解。因为生命遗传物质是基因,基因是有许多碱基对构成的。碱基对就好比是芯片上的晶体管,基因就好比是芯片上不同位置的晶体管群,能够执行各种功能,而细胞中的染色体就像是芯片,上面“镶嵌”了大量的基因。

生命起源比地球年龄还早?

现在,有趣的问题来了:如果我们从现在的生物复杂性反推,寻找生命首次出现遗传物质碱基对的时间点,也就是生命真正诞生的一刻,会是什么时候呢?

沙罗夫很快就计算出了那个时间点:距今97亿年前,误差上下不超过25亿年。换句话说,生命起源于大约100亿年前,至少也起源于距今70多亿年前。

此言一出,许多科学家都跳了起来,因为科学界公认,地球的年龄大约是46亿年。他们立刻发现了一个严肃的问题,根据摩尔定律计算的生命起源的时间竟然比地球的年龄还久远很多。这怎么可能呢?

一些科学家认为,沙罗夫把摩尔定律用于生命起源研究,可能是有问题的。也许生命的复杂性的增加并不是匀速的,也许早期的时候生命的复杂性增加得很快,而到近期生命复杂性的增加变慢了。所以沙罗夫用近期的复杂性变化趋势来预测生命起源的时间,就会把生命起源的时间点估计得更古老,而实际的生命起源时间没那么古老,应该还在地球年龄以内。

但沙罗夫不同意这些科学家的判断。他提出,许多古老细菌的孢子具有很强的生存能力,可以在冰层中潜伏几百万年,然后遇到好的环境再次焕发活力。它们可以在很长的时间里复杂性变化不大。所以从生命演化的历史上看,复杂性的增加基本上可以算作是匀速的。

沙罗夫相信生命起源于100亿年之前。因为天文学研究表明,太阳实际上是从宇宙中的上一代恒星的灰烬中产生的,所以生命完全有可能在上一代恒星的时期就已经诞生了,此后那些恒星虽然爆炸消失了,但一些生命的“种子”保存在恒星爆炸后残余的星际尘埃和气团中。等到太阳这批恒星产生,太阳系这样的星系出现后,生命的“种子”降落到地球上,开始了第二次进化。

我们是第一批智慧生命

如果生命的确起源于100亿年前,那么曾经困扰天文学家的“费米悖论”也能得到解释。费米悖论是著名物理学家费米提出来的,他设问,如果宇宙中存在大量的智慧生命,为什么我们至今仍然没有遇到任何其他智慧生命呢?

按照沙罗夫的观点,由于生命演化到出现人类这样的智慧生命,就已经花费了100亿年的时间,再考虑到宇宙早期产生第一批恒星也需要时间,所以人类这样复杂的智慧生命,很可能是银河系甚至宇宙中最早产生的一批智慧生命,也许我们不是第一种智慧生命,但第一种智慧生命的出现,也不会比我们早多久。既然我们人类现在还连太阳系都没有冲出去,其他智慧生命也强不到那里去,都还没有足够的能力跨越星际之间的巨大距离,因此大家没有彼此碰面,并不奇怪。

虽然摩尔定律是否能用于生命起源时间的研究还有争议,但生命起源于地球诞生之前很久的观点,确实值得我们认真考虑。

研究生命起源的意义

研究生命起源是要弄清几十亿年前生命诞生的历史,然而其意义远不止追根溯源,还在于可以了解生命与环境、整体与部分、结构与功能、微观与宏观、个体发育与系统发育以及物质和能量与信息之间的辩证关系,可以进一步阐明遗传变异、生长分化、复制繁殖、新陈代谢、运动感应和调节控制等生命活动的机制,从而认识和阐明生命的本质,以实现人类控制和改造生命的目标。

虽然,生命起源和细胞起源问题的研究是在试图重建一个遥远的历史过程,有别于大多数其他研究领域,完整的起源过程不可能在实验室里得以重复。但是,它是可以分阶段、一步一步地在实验室去模拟、去检验的。因此,研究起源问题,一方面要到大自然中去寻找答案,另一方面也是更重要的是在实验室进行各个演化阶段的模拟研究,开展人工合成生命物质、人工合成细胞的研究。这些研究不仅有助于生命起源和细胞起源问题的阐明,反过来,其研究成果又可以指导人们根据需要去人工合成生命物质、人工合成细胞甚至人工合成生命,实现生命科学的最终目标——控制生命和改造生命。


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