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什么是RNA世界假说? 在米勒–尤里实验证明中,在原始地球条件下,无机物有可能自然形成生命所需的有机分子。但问题也随之而来——这些分子,究竟是如何真正变成“生命”的呢? 今天我们知道,在大部分生命体内,各种物质分工明确:DNA负责储存遗传信息,RNA负责传递信息,而蛋白质承担各种功能。 但如果把时间倒回到大约41亿年前,生命刚刚起步时,情况可能完全不同。那时,既没有复杂的蛋白质,也没有双螺旋DNA。那么,最早的生命又是怎样的呢?科学家提出了一个非常重要的假说——RNA 世界假说。 RNA 世界假说认为,在生命起源的早期阶段,RNA 分子可能同时承担了信息存储和催化功能。也就是说,RNA 既像DNA一样储存遗传信息,又像蛋白质一样促进化学反应。 这个想法之所以成立,有几个关键依据。首先,RNA 分子本身具有催化能力,科学家称这类催化RNA为“核酶”。核酶可以加速特定的化学反应,例如帮助自身切割和复制,这意味着它们不完全依赖蛋白质,也能进行某些生命活动。 其次,实验室研究表明,RNA 分子在特定条件下可以自我组装和复制,尽管效率不高,但足以证明 RNA 自身具备“生命雏形”的潜力。 如果RNA真的主导了早期生命的化学活动,那么DNA和蛋白质就可能在RNA之后才出现。科学家认为,DNA后来取代 RNA 成为主要的遗传物质,因为DNA 更稳定、不易降解;蛋白质逐渐成为主要的功能分子,则是因为它们比RNA更善于催化各种复杂反应。 当然,这一假说仍然存在许多未解之谜。例如,最早的 RNA 分子是如何在复杂且不稳定的环境中形成并保存下来的?RNA 分子如何从单独的化学片段组装成能够自我复制的分子?这些问题至今仍是生命科学研究的热门领域。#RNA #科普
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地球诞生46亿年来,98%的物种都已经灭绝了。人类只是其中的普通一员,面对灾难,人类保护不了地球,甚至保护不了自己。地球不需要人类的保护,人类能毁灭的只有人类自己。 今天,我们用最短的时间,看完地球几十亿年的历史。 46亿年前:太阳诞生 在宇宙的某个地方,一颗超新星爆炸了,产生了一大片星际物质。这些物质聚集形成分子云,在自身引力作用下向内塌陷,高速旋转,最终形成了一个巨大的漩涡。所有物质聚集在中心,逐渐变热,原子在内部发生核聚变——太阳诞生了。 与此同时,婴儿般的地球正在路上。 太阳附近的区域温度较高,氢、氦等挥发性物质几乎全部逃逸,剩下的铁、硅、镁等组成了体积小、密度大的岩石行星——水星、金星、地球、火星。 离太阳较远的区域温度较低,挥发性物质可以凝聚,形成了以氢、氦为主、密度低的气态行星——木星、土星、天王星、海王星。 45亿年前:月球诞生 此时的地球叫原始地球,和一颗叫忒伊亚的天体在同一轨道上。忒伊亚尺寸和火星差不多,质量约为地球的10%。它们发生了碰撞。 这是迄今为止最大级别的碰撞,导致恐龙灭绝的那颗陨石在这面前不值一提。大部分忒伊亚的金属被地球吸收,少部分碎片飞入太空,经过吸积作用,大约一年内形成了月球。 这次碰撞使地球自转轴线倾斜了23.5度,四季由此出现。同时加速了地球自转,板块结构开始形成。 38亿年前:原始海洋 从地球形成之初到38亿年前,叫冥古宙。当时的地球如同地狱,完全融化,没有海洋,原始大气里没有氧气,全是硫化氢、甲烷、二氧化碳。 几亿年后,地球进入太古宙。行星碰撞变少,地表逐渐冷却,岩浆凝固,较重的元素沉入中心,较轻的元素升至表面,形成了原始地壳。 水以水蒸气形态存在于大气中。地表温度降到沸点以下后,倾盆大雨从天而降,持续了上百万年。雨水落在地表,形成了江河、湖泊和海洋。小行星和彗星上的水也加入了进来。 原始海洋水量只有现在的10%,盐分低,但有机物异常丰富。紫外线直射地球表面,成为合成有机物的能源。天空放电、火山爆发、宇宙射线都在帮助合成有机物。 24亿年前:大氧化事件 原始海洋中开始出现生命,最初是厌氧菌。但蓝细菌出现了——它是地球上最早能进行光合作用的生物,消耗甲烷和二氧化碳,排放氧气。 氧气对当时的厌氧菌来说是致命毒气。甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍,大量甲烷被分解后,地球温度急剧下降,进入了持
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