大氣氧含量的變遷為生命的起源及生存創(chuàng)造了必須的條件,。

　　生命的起源,，歷史上記錄了許多企圖回答這個(gè)古老的問(wèn)題的答案，最具代表性的理論有三種：①特創(chuàng)論;②遷居論;③自然發(fā)生論,。第一種解釋特創(chuàng)論是生命起源歸因于超自然力量的干預(yù),。圣經(jīng)的《創(chuàng)世記》篇中關(guān)于創(chuàng)造世界的敘述就是特創(chuàng)論的一個(gè)例子這種理論顯然是缺乏科學(xué)依據(jù)的。第二種解釋是遷居論,，遷居論假設(shè)認(rèn)為,，我位今天在地球看到的生命起源于從宇宙的另外地方的生命類型。這一假說(shuō)遠(yuǎn)在19世紀(jì)經(jīng)瑞典化學(xué)家Srante Arrhenius最先提出,。按遷居論者認(rèn)為,，我們今天在地球上看到的生命?？赡艽砺唤?jīng)心地丟棄在垃圾里的細(xì)菌的后裔,，這垃圾則是幾十億年以前從別的世界來(lái)的旅游者，在我們稱之為太陽(yáng)的恒星外數(shù)第三的行星(指地球)上停留期間進(jìn)行野餐時(shí)遺留下來(lái)的,，這種假想確實(shí)帶有神話的色彩,。目前的登月飛行，尋找外星有否生命存在，與遷居說(shuō)有否聯(lián)系,，不得而知,。第三種自然發(fā)生論是人們最感興趣而有一定科學(xué)依據(jù)的假設(shè)。1924年Oparin提出生命起源于無(wú)生命物質(zhì),。然而,，生命的起源并不是一個(gè)能夠追蹤到特定的頃刻時(shí)間的突然事件。而是發(fā)生于地球上的一個(gè)經(jīng)歷了難以想像的漫長(zhǎng)時(shí)間的逐漸的演變過(guò)程,。Oparin和Haldane的化學(xué)進(jìn)化假說(shuō)新依據(jù)的設(shè)想是在適宜環(huán)境的影響下,，所有這些重要的有機(jī)分子是可以形成的，并且隨著時(shí)間的推移,，這些分子就會(huì)發(fā)生一系列的相互作用,，最后形成生命體系。當(dāng)時(shí)這種假設(shè)并未被科學(xué)界馬上接受,，直至1953年,，Stanley Miller利用自行設(shè)計(jì)的裝置重建了含有甲烷、氨和水的原始地球大氣,，并加熱到121℃(水在100℃時(shí)煮沸)24h滅菌,，無(wú)菌之后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置上部鐘罩內(nèi)包含的大氣進(jìn)行火花放電,，經(jīng)過(guò)七天之后,，停止放電并分析實(shí)驗(yàn)裝置中的內(nèi)含物，以確定是否有有機(jī)化合物產(chǎn)生,。七天后,，在燒瓶?jī)?nèi)發(fā)現(xiàn)了許多象征生命系統(tǒng)特征的分子，有四種不同的氨基酸,，尿素及其他化合物，在Miller的先驅(qū)性實(shí)驗(yàn)工作之后的年代中,，別的實(shí)驗(yàn)工作在模擬原始地球的條件下,，完成了不僅是簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，而且是更加復(fù)雜的分子生命系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的原白質(zhì)和核酸頗為相似,?？茖W(xué)家們對(duì)Oparin-Haldane的生命起源假說(shuō)是很認(rèn)真的，他們的觀點(diǎn)是把地球上生命的發(fā)展看作是特續(xù)達(dá)億萬(wàn)年之久的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程的結(jié)果,，這種觀點(diǎn)是對(duì)生命起源的比較合理的解釋,。Oparin-Haldne學(xué)說(shuō)的最重要的前提大氣中氧氣含量的變遷，為生命的起源創(chuàng)造了不可缺少的條件,。正因?yàn)榇髿庵醒鹾拷?jīng)過(guò)億萬(wàn)年的變遷,，才進(jìn)化到構(gòu)成今日大氣之大部分的氮?dú)夂途S持生命的氧氣，僅僅是原始地球大氣的次要成分。因?yàn)樵嫉厍虮砻媸且粋€(gè)不毛之地的世界,，它具有現(xiàn)在截然不同的的大氣,，有豐富的熱能來(lái)源，它沐浴在紫外光之中,，而且經(jīng)受著當(dāng)今世界所無(wú)法匹敵的巨大電暴,。

　　地球上的生物在進(jìn)化過(guò)程中，最初經(jīng)化學(xué)進(jìn)化合成簡(jiǎn)單有機(jī)物,，如CH4,、HCN及HCHO，從而演化產(chǎn)生厭氧生物,。繼之產(chǎn)生光合生物,，它們利用這些有機(jī)物，并借助太陽(yáng)能固定二氧化碳;其后又出現(xiàn)了籃藻,，它是以水作為電子供體,，進(jìn)行光合作用生成氧的生物?；@藻使水受光氧化,，造成地球大氣O2的最初蓄積(圖9-1)。在這之前,，原始地球的大氣成分中無(wú)游離O2,，卻含有具還原性的氫。這種環(huán)境變化,，即游離O2作為光合作用副產(chǎn)品的不斷產(chǎn)生,，造成一種危機(jī)：生物只有逐步適應(yīng)此含氧的大氣才能生存，對(duì)于當(dāng)時(shí)的原始生物來(lái)說(shuō),，進(jìn)入大氣中的氧分子是一種“公害”,，它使厭氧生物的生活圈逐漸限制在很狹小的范圍，其巢穴越來(lái)越小,。同時(shí),，因O2蓄積，形成臭氧層,，290nm以下的紫外線不能到達(dá)地表,，導(dǎo)致進(jìn)入地表的能量減少，造成生物損害,。結(jié)果,，生活在深水中的生物生活圈必須擴(kuò)大，從接近水面進(jìn)而遷移到陸地,，促進(jìn)了對(duì)O2有抵抗性的生物的大發(fā)展,。

　　圖9-1 地球大氣氧濃度的變遷

　　光合作用導(dǎo)致大氣中大量蓄積O2,，它不僅對(duì)厭氧生物，而且對(duì)需氧生物亦顯示毒性,。需氧生物不僅利用氧的過(guò)程中獲得對(duì)付O2毒性的防御機(jī)能,。而且還能把O2作為電子受體加以利用，獲得高效率能源,，使進(jìn)行氧呼吸的需氧生物進(jìn)化了一大步,。氧氣對(duì)生物的進(jìn)化及生存是如此的重要，然而氧氣也有對(duì)機(jī)損害的一面,。主要通過(guò)氧自由基對(duì)機(jī)產(chǎn)生多種有利和有害的影響,。