在第二階段，生物大分子由有機小分子生成。這壹過程發生在原始海洋中，即氨基酸、核苷酸等有機小分子經過長期積累和相互作用，在適當的條件下(如粘土的吸附作用)通過縮合或聚合作用，形成原始的蛋白質分子和核酸分子。
在第三階段，由生物大分子形成多分子系統。這個過程是如何形成的？前蘇聯學者奧柏林提出了總量假說。他通過實驗表明，蛋白質、多肽、核酸和多糖在放入合適的溶液中時，可以自動濃縮聚集成分散的球形液滴，這些液滴就是聚集體。奧伯林等人認為，聚集體可以顯示合成、分解、生長和繁殖等生命現象。例如，聚集體具有類似於膜的邊界，其內部化學特性與外部溶液環境顯著不同。團聚體可以從外界溶液中吸收壹些分子作為反應物，也可以在酶的催化下發生特定的生化反應，反應的產物也可以從團聚體中釋放出來。此外，壹些學者還提出了其他壹些假說，如微球和脂質球，來解釋有機聚合物形成多分子體系的過程。圖7聚集體簡單代謝示意圖第四階段，有機多分子系統進化為原始生命。這壹階段形成於原始海洋，是生命起源中最復雜、最具決定性的階段。目前，人們無法在實驗室中驗證這壹過程。生命的起源和演化與宇宙的起源和演化密切相關。生命的構成元素，如碳、氫、氧、氮、磷、硫等，來自於大爆炸後元素的演化。資料表明，前生物階段的化學進化不僅限於地球，化學進化的產物在宇宙中廣泛存在。在星際演化中，壹些生物分子，如氨基酸、嘌呤和嘧啶，可能在星際塵埃或凝聚星雲中形成，然後在壹定條件下在行星表面產生肽和多核苷酸等生物聚合物。通過前生物進化的幾種過渡形式，最終在地球上形成了最原始的生物系統，即具有原始細胞結構的生命。至此，生物的進化開始，地球上產生了無數復雜的生命形式，直到今天。
38億年前，地球上形成了穩定的陸塊，各種證據表明液態水圈是熱的，甚至是沸騰的。壹些極端嗜熱古細菌和產甲烷菌可能最接近地球上最古老的生命形式，它們的代謝模式可能是化學和無機自養。35億年前西澳大利亞瓦拉沃群中的微生物可能是地球上存在生命的最早證據。
原始地殼的出現，標誌著地球從天文行星時代進入地質發展時代，具有原始細胞結構的生命開始逐漸形成。然而，在很長壹段時間裏，生物並不多。直到5.4億年前的寒武紀才出現大量帶殼的後生動物，所以寒武紀之後的地質時代稱為顯生宙。
首先，生命的起源，第壹個謎團是生命的時間，起源的時間。在中世紀，人們相信聖經中上帝造人的故事。1650年，壹位愛爾蘭大主教根據《聖經》中的描述推算出上帝創世的確切時間是公元前4004年，另壹位牧師甚至將創世時間更精確地推算到公元前10年6月23日上午9點。也就是說生命的起源是六千年前，這當然不是真的，但是是什麽呢？真的是很科學的回答。科學如何回答生命起源的時間？也就是說用化石來回答，化石保存在巖石中。我們知道，生物死後，在適當的條件下，它們的遺體被保存在巖石中。我們稱之為化石。地質歷史中形成的巖層，就像壹本編年史，深埋在這些巖石中，更古老的生物化石保存在巖層底部。
到目前為止，我們發現最古老的生物化石是來自澳大利亞西部的巖石，大約在35億年前。這些化石類似於現在的藍藻。它們是壹些原始的生命，肉眼是看不見的。它的尺寸只有幾微米，到幾十微米。因此，我們可以說生命起源不晚於35億年。同時，我們知道地球形成於大約46億年前。有了這兩個數據，我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以定義在46億年到35億年之間。在科學發展的今天，地質學家認為，在地球形成初期，地球受到了大量小行星和隕石的撞擊，不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命，不如說是在毀滅生命，所以地球上生命起源的時間不早於40億年。此外，在格陵蘭島38.5億年的巖石中發現了碳。我們知道，碳有兩種，壹種是無機碳，壹種是有機碳。另外，這種碳可以分為重碳和輕碳，所以我們可以根據這種碳中輕碳和重碳的比例來推斷這些碳的來源。根據碳的同位素分析，科學家推測它是有機碳，來自生物體。也就是說，通過這種方式，我們大大縮短了生命起源的時間，也就是在40億年到38億年之間，從地球上的生命起源開始，壹直到現在，都是壹部無休止的生命進化史。
從65438年到0859年，隨著達爾文《物種起源論》的發表，生物科學發生了巨大的變化，同時也為揭示生命起源的永恒之謎帶來了壹線曙光，這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論最早是由美國學者米勒在1953年證實的。既然妳說地球早期溫度比較高，到處都是還原性氣體和水，我就把這些氣體和水放在壹個瓶子裏，看能不能產生生命或者有機化合物。1953年，米勒把氨、氫氣、水和壹氧化碳放在壹個密封的瓶子裏，在瓶子裏插上兩端的金屬棒，然後接通電源。通過這種閃電般的作用，確實在幾天內產生了大量的氨基酸。也就是說，在地球上，在閃電下，在室溫下，也可以變成無機分子，合成有機分子。我們知道妳的氨基酸是構成蛋白質最重要的物質，可以說是構成生命起源最重要的物質。那麽，米勒對生命起源的描述應該是什麽樣子的呢？即在早期，地球包含大量還原性原始大氣，如甲烷、氨、水、氫、原始海洋等。早期閃電擊中地球時，這些氣體聚合成多種氨基酸，而這些氨基酸在常溫常壓下，可能會部分濃縮，然後進壹步演化成蛋白質、蛋白質等多糖類，以及高分子脂質，在壹定時間可能會孕育發育成生命。
但是，這種暖池也遇到了壹些問題，包括兩個問題。第壹個問題是，現在地質學家認為，地球早期的大氣中並不含有大量的還原性氣體，而是含有大量的二氧化碳和氮氣，比米勒氣體惰性更大。在閃電的情況下，妳不能形成大量的氨基酸。第二，在地球早期很長壹段時間內不可能形成暖池。為什麽？因為那個時候，地球早期，就像我剛才說的，有大量的隕石和流星，加上地球本身的放射性，溫度非常高。壹旦生命在妳溫暖的池中誕生，壹顆隕石砸過來，溫度瞬間可以達到幾千度甚至幾千度，生命滅絕，妳只能重新擁有生命的起源。但是我們現在這麽想，今天地球上有沒有比較高的溫度，還原性氣體和生物？然後，有兩部作品可以說是具有劃時代的意義。壹個是1967的美國學者布萊克，他在黃石國家公園的溫泉中發現了大量的嗜熱生物。我們知道蛋白質壹般超過60度就會凝固，雞蛋會在60度或者70度以上煮熟。但是生物在60度以上還能生存嗎？以前不敢想。
現代生物學家通過對生物分子的研究，將溫泉中的壹些嗜熱古菌與現在的普通細菌進行了比較，發現它們的遺傳相似性不到60%。也就是說這些古菌含有大量的遠古基因，也就是說生命起源的時候很可能就是這種類型。應該說，我們研究生命起源的最好證據，是地球上40億年到38億年間的巖石和化石中所包含的信息。然而，經過40億年的變化，地球已經變得面目全非。即使妳有40億年到38億年的巖石，它也進入了大量的品種，幾乎沒有信息。
所以，我們不應該把目光局限在地球上。如果生命是宇宙中的普遍現象，那麽除了地球以外的其他天體上是否存在類似早期地球的環境？如果是這樣，它可能會為研究生命的起源打開壹扇新的窗戶。我們的第壹個目標在哪裏？不是火星，是月球。現在地質學家認為月球是在40億年前，壹顆大行星撞擊地球並在地球上消失。今天的月亮形成了，正好是40億年。如果地球上有生命的起源，讓我們在月球上看看，那就解決這個問題了。中國古代神話中有嫦娥奔月的說法，月亮上有月桂樹、月兔和浪漫的愛情故事。但是到了六七十年代，隨著前蘇聯和美國宇航員的成功登陸，這個神話徹底破滅了。月球其實是壹顆沒有生命、水和氧氣的沙漠星球，不適合生命存在。
那麽我們的第二個目標是什麽？第二個目標是火星，因為火星在40億年前很可能有過類似地球的經歷。它的物質組成和地球非常相似，軌道也和地球非常相似。那麽火星上有生命嗎？我們在火星上要做什麽？當我們尋找生命的起源時，我們應該從哪裏開始？壹般來說，是三點鐘。火星上有生物嗎？如果有活生生的生命，那就好。生命可能真的起源於宇宙，或者地球上的生命可能來自火星或其他彗星。其次，我們尋找液態水，因為我們知道水是萬物之源，水是生命之源。現在我們所理解的地球上的生命形式都離不開水，所以找到液態水也是壹個非常重要的指標。第三是尋找與生命相關的化合物。如果我們現在沒有生物，那我們過去有嗎？過去的生物是否形成了壹些化合物？是否以化石的形式保存在這些巖石中？所以我們去火星尋找生命有三個目的。
1957美國維京飛船向地球發回信息時，火星上沒有生命，也沒有液態水。那是壹顆貧瘠幹渴的紅色星球。然而，人類並不氣餒。20世紀90年代，美國國家航空航天局加快了對火星的探索。火星探測器、火星先鋒飛船和哈勃望遠鏡獲得的圖片，以及其他天體物理信息表明，過去火星上可能存在液態水。根據壹些太空資料，在我們發生大洪水的山前，火星上有類似於沖積扇的結構，還有水，河流，像地球上幹涸的河床壹樣的河流，水侵蝕巖石的痕跡。另外，還有壹點很特別。在火星的兩極，發現了類似地球上凍土解凍的現象。這是我們的空間信息。
所以我們對火星的研究是無奈的？至少現階段沒有。我們有來自火星的隕石。幸運的是，1984年，人們在南極冰蓋上發現了壹顆隕石。這塊隕石帶回來後，我們分析了它的元素和氣體化學，發現了這塊隕石。它的氣體和同位素與火星上的非常相似。所以他們認為這塊隕石來自火星。這顆隕石在壹萬年前墜落在冰原上，南極洲的冰原。
根據這塊隕石的放射性同位素年代測定，這塊隕石有40億年的歷史，距離現在大約40億年，與地球生命起源的年齡完全壹致。所以幾十年來，科學家們對這塊隕石進行了大量的研究。壹些研究人員認為這塊隕石含有生命的跡象。有什麽證據？有三個。第壹種包含幾種沈積礦物。由於沈積礦物是在有水的情況下形成的，科學家推斷火星上可能有水，尤其是這些礦物中有壹種是磁鐵礦物。他認為這種磁鐵礦只能以生命的形式存在，這是第壹個證據。第二，通過對這塊隕石表面的化學分析，得到了多種多環芳烴。他認為這種多環芳烴與生命形式有關。第三，通過掃描電子顯微鏡仔細觀察，發現了與細菌非常相似的生物化石。這個化石不是很大，只有幾百納米。因此，在1996年，美國國家航空航天局向世界宣布40億年前火星上有生命。當然，這是壹家之言。這塊隕石中關於生命存在的信息是真的嗎？當然，許多學者對證據提出了質疑。首先以磁鐵礦為例。妳認為它只能靠生命存活，我同意妳的觀點。妳認為這種沈積礦物也是由生命存活下來的，我同意妳的觀點。只有生命有水才能沈澱，我也同意。但妳要知道，這塊隕石是在南極冰蓋上發現的。冰裏充滿了水。當妳撞到冰原時，大量的水會融化。當隕石撞擊地球時，可能會形成許多裂縫。如果液態水和融化的水通過這個裂縫進入，難道不會也形成壹種自己的沈積礦物嗎？另外，如果妳認為這個磁鐵礦，妳也可能，如果有人認為磁鐵礦不是生命獨有的，在其他物質條件下也是可以形成的，那麽如果給出第壹個證據，很多科學家認為它是不能被占據的。二是多環芳烴的問題。同樣，如果妳看起來像南極冰蓋，那就是零下40度或者50度，也有大量的細菌和藻類。汙染了嗎？現在的汙染可能是壹萬年前的。所以這個證據，妳不能說它是壹個非常可靠的證據，百分之百的證據。第三個證據，尤其是第三個證據，更不靠譜。就是把隕石劈開。妳看這些所謂的細菌化石。這些化石，第壹個，太小了，直徑只有幾十納米。我們知道如果妳像壹個鐵核，可能是0.6納米，那麽妳所謂的生物化石可能是幾百個甚至幾千個核。所以這個基本詞，我們現在理解的包裹著細胞膜的原始細胞的最小形式是不可想象的。所以隕石上是否存在生命，或者說火星上是否存在生命，還需要進壹步研究。
我們觀測到的第三個天體是木星的衛星，尤其是第二顆衛星木衛二，大小與地球直徑非常相似。1997年，美國的伽利略飛船觀測木衛二，他們發現木衛二表面有大量的裂縫，而且是很多裂縫。通過天體物理學的研究，這個星球實際上是由水組成的，而且這種水是。它變成了固態的冰，我們可以從這許多裂縫中看到，許多裂縫似乎表明這個星球可能在過去或某個時間或某個時刻融化了。換句話說，它曾經有液態水，液態水是存在的。它也有生命嗎？但這仍然是壹個未知數，我們需要進壹步的研究。總之，隨著空間科學和其他相關技術的進壹步發展，對地外生命的探索為我們研究生命起源開辟了新的途徑。
但是，無論生命如何起源，這三個過程都跑不掉:第壹個是從無機物到有機小分子。這個過程，比如壹氧化碳、二氧化碳、水、氫、氨、甲烷，妳合成有機小分子，比如氨基酸、嘌呤、吡啶、核苷酸、高能化合物、脂肪酸、氯，都跑不掉。壹個過程在哪裏都跑不了，海底，溫泉，火星，歐羅巴，所以最先研究生命起源的過程。
二是從有機小分子到有機大分子的形式，也就是剛才說的氨基酸嘌呤嘧啶，還有像蛋白質多糖核酸這樣的有機大分子的過程，因為蛋白質是構成生物體的主要物質，多糖和糖類是很多細胞的骨骼和細胞壁的主要成分，還有核酸，是遺傳物質，所以這個過程是跑不掉的。
這些生物的第三大分子進化成了原始單細胞的生命，無法逃脫。壹個原始的單細胞被膜包裹著，含有遺傳物質，需要代謝交換。所以生命起源的過程實際上可以簡單地分為三個過程:對於這三個過程，我們現在走哪壹步？我們還沒解決什麽？首先，我們來看看從無機物到有機小分子的過程。其實在這個過程中，我們可以在溫泉裏，在深海的“黑煙囪”裏，或者在實驗室裏合成有機小分子。米勒的實驗是最經典的實驗，就是用無機物合成有機小分子。
第二個過程，我們再來看壹下。第二個過程是從有機小分子到有機大分子的過程。如果進行這個過程，實際上是在溫泉裏，比如海底溫泉，還有陸地上，像黃石國家公園，還有我們國家雲南的溫泉。因為這個溫度很高，可以進行熱聚合脫水反應，形成蛋白質。我們在實驗室，這個過程可以重復。
最難的是生命起源的第三個過程，即從生物大分子到原始單細胞的過程。可以說，這個過程是迄今為止科學家在研究中遇到的最大難題。也是無機生命與生命，無機化合物與有機生命之間不可逾越的鴻溝。這個過程包括哪些部分？換句話說，研究生物大分子和原始單細胞生命應該從幾個部分開始？首先，我們應該研究自身的遺傳系統。遺傳系統是建立自我復制的生物大分子，以及建立DNA和RNA系統。是如何建立的？是如何合成的？它們是如何具有遺傳功能的？二、蛋白質的合成，要納入自我復制系統的控制，這是什麽意思？就是它的新陳代謝，就是細胞內的能量和物質的交換，接受陽光和化學能，產生有機物，然後分解有機物產生能量，就像壹個馬達來運轉細胞，這就是過程。這個過程也很艱難。第三個過程，生物膜系統的形成，也就是說像細胞壁、細胞膜、生物膜這樣的系統，為什麽重要？因為我們知道，無機世界不是孤立的，不存在這種孤立，只是在生物中它有壹層與外界隔離的膜，而這層膜不是絕對的孤立，而是與外界交換物質。它有壹些小的縫隙，所以這個生物膜系統也是壹個非常精密的生物機構，所以這三個階段或者說步驟在生命起源中是缺壹不可的，也是非常困難的。
到目前為止，我們可以這樣描述生命的起源:40億年前的地球上，無機分子合成的有機小分子聚集在火山口附近的溫泉或熱水中，通過聚合形成生物大分子。這些大分子自我復制、自我選擇，然後自我組織、自我復制、變異，從而形成核酸和活性蛋白，同時同步生成分離結構。最後，基因控制下的代謝反應為基因的復制和蛋白質的合成提供能量，從而在地球上產生壹個包裹在生物膜中的自我復制的原始細胞。這種原始細胞可能是異養的，也可能是化能自養的，它可能類似於溫泉附近現代生物的嗜熱古菌。這個描述用短短幾百字描述了生命起源的過程。但是它有四個不可逾越的鴻溝，壹個是自我選擇，因為妳是由生物大分子或者RNA和DNA組成的，這些都是非常有限的分子。在無機條件下，或者在閃電的情況下，或者在熱水中，它形成許多這樣的分子。這些分子如何選擇自己，合成DNA和RNA，丟棄其他大分子？我們不知道這個過程。為什麽？第二是自我復制。DNA和RNA可以自我復制，並傳遞給下壹代。這個過程我們也不知道。第三種是分離結構，也就是細胞膜，比如細胞膜，或者細胞內部的膜結構。這個過程我們不是很清楚。是怎麽形成的？磷脂等精細生物結構是如何形成的，我們還不清楚。另外就是新陳代謝的問題。我們還沒有先解決妳如何吸收外界能量的問題，但不管怎麽說，這個溫泉生命起源的假說確實有很多有利的證據支持，尤其是最近幾年，它取得了壹系列最重要的進展。
我們知道，溫泉中含有大量的壹氧化碳、硫化氫和硫化物金屬礦物，尤其是黃鐵礦和硫磺。壹方面，硫化鐵和硫有代謝作用。硫化鐵是壹種非常重要的催化劑。許多化學反應在它的表面或晶體骨架中進行得非常順利。在溫泉中發現了壹些重要的化合物。例如，在溫泉中發現壹種活性物質，如硫化物。它非常類似於壹種非常重要的化合物和壹些化合物，提供了壹種能量代謝的方式。
因此，這種代謝途徑可能與溫泉及其聚合物中的黃鐵礦和硫有關。另壹方面，遺傳物質核糖核酸和RNA的出現與硫化脂肪和硫磺的化學過程密切相關。而脫氧核糖核酸，DNA，它也可以被RNA直接脫氧而進化出來。還有壹個詞，像黃鐵礦的聚合物，就是這個溫泉口的黃鐵礦的聚合物。事實上，它存在於許多重要生化酶的中心，而那些生化酶可能產生於含有大量硫的溫泉中。從這個角度來看，地球上的生命可能是在38億年至40億年前，在這些充滿硫磺的熱池或軟泥中誕生的。然而，我們應該清醒地認識到，我們距離揭開生命起源的永恒之謎還有很長的路要走。從無機物到有機物，從有機化合物到有機生命的演變同時具有很大的偶然性。不是這樣的環境，有了這樣的條件，才能產生生命。有人曾經說過，這些無機物就像壹個垃圾場，裏面裝著所有的東西，比如塑料、塑料瓶、鐵、廢金屬、油。生命，壹個單細胞，就像壹輛漂亮的奔馳。壹場臺風過後，這些廢料被組裝成壹輛奔馳。因此，我們可以想象生命起源的過程是非常非常艱難的。因此，也許我們是這個藍色星球上唯壹的生命天堂，所以請保護我們的地球，珍惜地球上的生命。我們不能期待地球生命的第二次起源。謝謝妳。