動(dòng)脈粥樣硬化:第一節(jié)　大氣氧含量的變遷

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(lèi)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�表漫不經(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(chēng)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(huà)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(guān)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(guān)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�量�?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m.jfsoft.net.cn/sanji/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�始地球表面是一個(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。籃藻使水受光氧化，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(xiàn)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m.jfsoft.net.cn/yaoshi/過(guò)氧自由基對(duì)機(jī)產(chǎn)生多種有利和有害的影響。