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【讨论】生命可能起源于深海“黑烟囱”

生命科学仪器综合讨论

  • 中科院院士、同济大学海洋学系教授汪品先最近表示,近30年来随着深海生物科研的不断深入,科学界有看法认为:生命可能起源于深海“黑烟囱”;而英国杰出的生物学家、进化论的主要奠基人达尔文自己也曾假设过,生命可能起源于“一小滩热水”。

    今年2月12日是达尔文诞辰200周年,达尔文的著作《物种起源》发表至今也有150周年。在上海2月10日举行的“科普大讲坛”《进化论的昨天和今天》讲座中,汪品先作了上述表示。

    汪品先说,人类对深海生物的认识基本上都是在最近30多年里形成的。其中,最具有里程碑意义的一件事情,就是美国“阿尔文号”深潜器于1977年潜入南美洲西海岸加拉帕戈斯群岛2550米深的海底,在那里发现了超过200摄氏度的海底热液。海底热液带出大量硫化物,遇水冷却后形成巨大的“黑烟囱”。

    近30年来,科学家在世界各地的大洋海底相继发现海底热液和“黑烟囱”,并在“黑烟囱”旁发现很多生物,形成与人们常识迥异的生物群和食物链。其中,最具有代表性的生物是3米长的管状蠕虫。这类蠕虫没有口腔和肛门,靠体内的硫细菌供给营养。

    巧合的是,科学家最早发现海底“黑烟囱”的加拉帕戈斯群岛,达尔文在19世纪30年代环球考察时也曾停留过。他在那里观察燕雀,发现不同种群燕雀的喙尖形状不同。那段时间是达尔文形成进化论思想的关键时期。

    汪品先说,“黑烟囱”附近生物链的基础是细菌,细菌通过化学作用吸取地热带出来的能量,形成各级生物链的营养源。“黑烟囱”附近生物链的生存环境,与太古代生命起源时期类似。太古代时期没有绿色植物,没有光合作用产生的大量氧气。

    光合作用也可能起源于深海。科研人员在大西洋深海热液口发现,有一种虾的背上有感光区,能够感知蓝绿光线。另外,美国科学家在5000米深的海底曾关闭深潜器灯光5分钟,在热液口发现光线。“这种光显然被最早的某一种生物利用了,这个时候光合作用效率高的优越性就起来了,把生物的演化往前推进。”

    汪品先说,达尔文在1871年给一个人的信里面讲到,生命最早很可能在一个热的小的池子里面,也就是后人讲的“原始汤”。达尔文生活的年代对深海基本还是一无所知,这个想法经过很多年都没有证实。近30年来深海生物科研的重大突破则是对这种设想的佐证。

    汪品先表示,海底生物的丰富性远远超出人们的想像。根据估计,地球上活的生物量,有30%是在海底地下,原核生物(细菌)有55%到85%是生活在地底下。在近海地区,一立方厘米海水中就有1亿个微生物。陆地生物的活动范围基本在0米到30米高空之间,而海水的平均深度是3800米,海水地下生物的分布也有若干千米。
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    第1楼2009/02/13

    需要进一步得到证实,如果是的话,又将改写历史!

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  • dong3626

    第2楼2009/02/13

    应助达人

    像这些研究的 话,得到确切证实的可能性很小的。。。只能通过一系列的实验模拟当时的条件来推测!

    jackcong 发表:需要进一步得到证实,如果是的话,又将改写历史!

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  • dong3626

    第3楼2009/02/13

    应助达人

    据新华网报道,近期复旦大学生命科学院教授钟扬就提出,现代分子生物学正从分子进化的角度提供支持进化论的论据,同时也在推动进化论理论进一步完善。

    钟扬说,进化是整个生命科学研究的核心和灵魂。我国著名遗传学家谈家桢先生的导师杜布占斯基说过:“没有进化论生物学无法解释。”现代分子生物学的研究则从分子进化的角度提供支持进化论的论据。

    钟扬表示,20世纪60年代以前,进化学界的精力主要集中在表型水平和染色体水平上。此后,随着DNA双螺旋结构的发现,研究逐渐深入到了分子水平,从而触及到了生物进化研究的本质。

    在达尔文发表《物种起源》6年之后,德国学者海克尔依据进化论思想画出了一颗“生命之树”,第一次把所有的生物都放在了一棵树上,开创了用“树”来形象描绘生物进化历史的先河。然而,由于形态和生理特征的进化式样极其复杂,加上化石资料不够完整,“生命之树”存在着不少争议,难以反映复杂生物进化历史的全貌。

    在这种情况下,分子生物学的重要性就显现出来。钟扬说,由于生命的蓝图是用DNA来书写的,因而人们可以通过比较DNA序列来研究不同生物之间的进化关系,构建“进化树”。分子进化研究最根本的目的就是从物种的一些分子特性出发,从而了解物种之间的生物系统发生的关系。

    随着基因组测序计划的实施,基因组的巨量信息对分子进化研究再次成为生命科学中最引人注目的领域之一。这些重大问题包括遗传密码的起源、基因组结构的形成与演化、进化的动力、生物进化等。随着越来越多生物基因组的测序完成,从基因组水平上探索进化奥秘,从而发展和深化传统进化思想和分子进化分析方法。

    钟扬表示,分子生物学研究的深入也对现有进化理论提出挑战,促进其理论进一步完善。例如,人们发现某些病毒的进化历史可能不是一种树状结构,如人畜共患病毒位于不同的“树枝”上,而是一种网状结构。因此,如果用“进化树”理论来研究病毒进化历史,就会存在缺陷。如何构建更为全面的进化网络,是摆在科学家面前的一项崭新课题。

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