纳米酶与生命起源

纳米酶是中国科学家发现的纳米材料的全新特性,其不仅具有类似天然酶的高催化活性,还呈现稳定性高、活性可调以及低温催化等特点。纳米酶的发现首次揭示了无机纳米材料的生物催化活性。而无机矿物也被认为是生命起源重要催化剂,参与早期生物分子的合成。无机矿物不仅能够通过氧化还原反应促进无机小分子向有机小分子的转化,还能够利用其表面结构实现手性选择、生物大分子合成以及发挥辐射保护功能。最新研究表明,无机纳米材料不仅可以温和催化生物分子合成,也能够参与生物大分子的聚合和辐射保护。不仅如此,纳米矿物也被发现广泛存在于地球和地外空间中。因此,本文将基于无机矿物在生命起源中的不同作用,结合纳米酶的特性,探讨纳米酶作为生命起源过程催化剂的可能,为生命起源研究提供新的方向。

“海底黑烟囱”与生命起源述评

海底黑烟囱及相关生物群体的发现是近 2 0年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一。在海底黑烟囱周围高温、高压、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中 ,生活着特殊的深海生物群落 ,它们的初级生产者嗜热细菌和古细菌 ,在基因组序列上最接近地球上原始的祖先 ,生活环境也与生命起源时地球上的高温、缺氧环境非常类似。地球历史早期热液系统曾经在地球表面广泛分布 ,因而嗜热微生物有着广泛的生存空间。通过对生命起源必须具备的物质条件、环境条件、能量条件、安全条件等方面考虑 。

生命起源、早期演化阶段与海洋环境演变

近年的研究表明,地球生命可能起源于距今39～36亿年之间。除了碳元素以外,水、氮、氢、磷等元素也是生命起源的必备条件,黏土矿物和金属硫化物是有机质合成的重要催化剂,有热液活动的碱性热水环境是最有利生命发生的孵化场。自原核生物在约3.5Ga出现之后,生命就一直表现为与环境的协同进化关系。大气圈氧化是地球史上最重大的地质事件之一,它不仅改变了地球表层环境条件、加速了表生地质过程和新矿物的产生,而且改变了海洋化学条件和元素循环。大气圈氧化事件的根本在于产氧蓝细菌的出现,元古宙中期海洋化学性质的整体转换也与微生物过程密切相关。新元古代多细胞生物的繁盛和末期后生动物的出现及其在寒武纪初期的快速多样化是生物圈演化的重大飞跃。这个过程也与海洋氧化增强及其导致的海洋化学变化密切相关,其中硫化水域消失和减弱以及海水中微营养元素可得性增加可能是重要因素,这也与微生物过程直接相关。

生命起源及生物进化问题的新观点——原始意识的产生及物质、意识的双轨制进化

目的：探讨单细胞个体存在原始意识和在生物进化过程中物质、意识的双轨制进化，并探讨这一新观念的重大意义；方法：把哲学观点与现代医学有机结合，通过对人的意识性的作用特点及产生过程加以分析，推论出动植物也具有意识属性，进一步推论认为：单细胞个体同样具有意识属性。以单细胞个体的生理活动特点及蛋白质的合成过程为例，论证单细胞个体内原始意识存在的生物学依据。结论：原始意识的存在是区别原始生物与非生物的根本标志，原始意识的诞生标志着生命的真正起源，生物进化是物质、意识的双轨制进化。

生命起源的RNA学说

生命的起源是一个千古之谜，多少年来，各种观点和学说此起彼伏，争论至今仍未停止；ＲＮＡ催化的证据，强有力地支持了生命起源的ＲＮＡ学说．然而，ＲＮＡ学说并未告诉我们ＲＮＡ从何而来，结合早期地球的有关事实、因相反应特点以及ＲＮＡ在水中的不稳定性，我们猜测ＲＮＡ可能是在固相反应条件下所得到的。

海底热液活动与生命起源

现代海底热液活动及有关的生命现象是最近三十年来自然科学最重要的发现之一,给地质学、地球化学和生物学的研究提供了全新的视野。通过对地球早期环境条件及其演化的研究,结合地质历史上最早生命的记录,一些科学家意识到,海底热液活动完全具备地球上生命起源必需的物质、能量和环境条件。在热液条件下,不仅一些有机物能通过无机合成得以生成,喷口/海水界面上剧烈的物理和化学梯度为嗜热化能自养微生物提供了能量。嗜热化能自养微生物是热液生态系统的初级生产者,在生物进化历史上也最接近"最后的共同祖先"。文章对"生命起源于海底热液活动"这一科学假说作了比较系统的介绍。

对称性破缺与生命起源

对称性破缺是自然界的基本规律，手性均一为生命起源的必要条件。自然界中组成生命的蛋白质有２０种氨基酸（除甘氨酸无不对称碳原子外）全是Ｌ型，组成ＲＮＡ、ＤＮＡ中的核糖全是Ｄ型。近年研究发现：人体中Ｄ型氨基酸广泛存在。维持人体手性均一有赖于Ｄ－氨基酸氧化酶、Ｄ－天冬氨酸氧化酶的作用。本文对当前国际上最著名的两大学说－极化电子和手性分子相互作用与萨拉姆假说及国内外研究的最新进展，结合笔者科研组十几年来的实验研究和理论观点作较为全面的评述，并提出新的理论解释，解决长期争论的实验分歧。

生命起源中的对称性破缺

生命起源中的对称性破缺——生物分子手性均一性，是生命科学中的长期未解之谜。自然界中组成蛋白质的２０种氨基酸（除甘氨酸无不对称碳原子外）全部是Ｌ型，组成ＲＮＡ，ＤＮＡ中的核糖却全部是Ｄ型。对蛋白质和核酸的手性、分子构型（Ｄ和Ｌ）和旋光（＋和－，右旋光和左旋光）概念作了阐明。对当前国际上最著名的两大学说—β粒子极化和手性分子的相互作用与萨拉姆假说以及国内外的研究工作，结合科研组１０几年来的实验研究和理论观点作了较为全面的评述。

X射线光谱在生命起源和全球气候变化等若干重大科学问题中的研究进展

生命起源、全球气候变化等是关系到人类未来命运的重大科学问题,X射线光谱(XRS)可原位测定物质组成与元素形态,在解决重大科学问题、揭示自然规律中发挥了重要作用:(1)在生命起源探索中,通过RNA结构和海洋热液自养体系元素形态分析,揭示了RNA形成机制和生物地球化学规律;(2)在地球早期生命研究中,通过沉积纹层、细胞组构测定,发现了远古生物保存机制与证据;(3)在全球碳循环研究中,通过物相与元素形态分析,揭示了铁源生物有效性与碳汇机制。利用XRS从微纳米尺度原位测定元素三维空间分布与形态,实现活体分析蛋白质信息传递与生物响应过程,探索元素与有机质构效关系,揭示生命起源与生物代谢机制及全球气候变化规律,是XRS未来发展中的重要领域;作为冶金、材料、地质、文物、工矿、生态、环境、医学与生命科学等领域中的重要分析手段,XRS所特有的无损、原位与活体分析特性,已呈现了巨大应用价值,在未来探索重大科学问题、解决关键技术难点的研究中,X射线光谱分析技术必将发挥更大作用。

生命起源的新探索与生命现象的新解释

本文对从分子的化学演化到形成生命这个从量变到质变的过程进行了新的探讨,同时对一些生命现象的本质作了全新的解释。

蛇纹石化作用与地球生命起源/演化的痕迹

对蛇纹石化超基性岩寄主生物圈的研究,有望获得地球上古老而独特的前生命/生命有机质成因和演化的重要信息。本文综述了探索火星过去生命和地球古老沉积岩生命起源/演化证据的质疑和争论、相关分析方法和技术的应用。论述了超基性岩蛇纹石化作用生成分子氢,并通过费-托聚合反应生成烷烃的基础理论及其与生命起源/演化的相关性,简述了鉴别蛇纹石化超基性岩中有机质来源的烷烃的碳、氢同位素组成和分布模式,有机质的同位素和分子生物学特征。超基性岩蛇纹石化生成非生物成因烷烃与其他有机化合物,为化能自养微生物群落提供了所需要的能量和初始物质,是生命起源最重要的变质水化反应。超基性岩蛇纹石化作用通常发生在缓慢扩张洋中脊系统、大陆蛇绿岩系统等构造环境。生物过程和非生物过程的叠加,给鉴别蛇纹岩寄主生态系统的生物成因有机质带来严峻挑战。

关于生命起源研究的问题及其主攻方向的探讨

本文综述和分析了近几十年来国内外关于生命起源研究的问题及各种假说和见解，提出生命物质的起源是生命起源问题研究的核心，生命起源问题应是研究原始地球的非生命物质如何演变成为生命物质的，地球上分子手性的起源是生命起源问题研究的主攻方向，有机分子光学活性起源是发生在由化学进化转入生物进化这一过渡阶段。

化学生物学与生命起源

化学生物学在探索生命起源上发挥着巨大的作用,涉及化学进化过程的各个领域。本文简要介绍了化学进化过程中几个关键问题的研究现状和进展,着重强调了磷在化学进化过程中举足轻重的作用,并希望以磷为突破口来探索生命起源中的关键问题。

太古宙的生命起源信息及研究评述

太古宙生命起源研究是地学领域争议激烈的热点研究方向,已报道发现太古宙生命遗迹的地区集中在格陵兰岛istu绿岩带,澳大利亚西部Pilbara克拉通和南非Kaapvaal克拉通等三处。判别太古宙岩石中关于生命存在指示信息的可靠性是探讨生命起源的首要内容,当前微组构分析技术、生物标志物测试以及古生物学形态类比法的融合大大推动了对太古宙生命鉴别研究的深度,但现有认识或推论均带有不同程度的间接性和不确定性,如δ13C指标的有效性、形态类比法的局限性、化石的微构造等诸多科学问题依然存在争论。今后多学科思想和技术的交叉融合是研究太古宙生命起源领域的发展趋势,在研究对象上要重视对化石母岩的深入研究。

生命起源和生物进化中的辩证唯物主义教育

生物学中的许多知识蕴含着朴素的辩证唯物主义的思想和方法.在生物教学中,如何挖掘教学内容中的辩证唯物主义的思想观念和辩证方法,达到教书育人的目的,是值得在高校教学中进行探讨的问题之一.本文探讨了生命起源和生物进化中的辩证唯物主义思想观念和辩证方法在教书育人中的作用.

生命的定义和生命起源的充分必要条件

现有的对生命起源和本质的各种论述以及生命的各种定义都没有找到生命起源的充分必要条件。自然条件下能实现自复制的比较稳定的大分子物质结构才是生命产生的充分必要条件,自复制能够解决生命的复杂结构产生的概率问题。有了正反馈,进化的世界观才能成立,才能战胜热力学第二定理引导的退化的世界观。

海底黑烟囱与生命起源的关系及其矿物分带研究

1977年,美国科学家乘坐"阿尔文"(Alrin)号到达东太平洋约2500米深的加拉帕格斯海底。他们发现在海底上耸立着数十个喷着黑色和白色烟雾的丘状体,约200℃～350℃的含矿热液从直径约15cm的烟囱中喷出。热液与周围的海水混合后很快发生沉淀,沉淀物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿等硫化物。同时,他们还发现在热泉出口附近这个没有阳光且缺氧的环境中还生活着大量奇异的生物,它们构成了一个庞大的生物群落。这些喷着热液的丘状体就称为海底黑烟囱。海底黑烟囱的发现引起了地球科学界及生物科学界的极大关注,因为其一方面不仅具有极大的经济潜力,而且还可以直接观测矿产的成矿过程,另一方面由于其特殊的深海生物群落的发现,对生命起源的研究有着重要的意义。

傣医《嘎牙山哈雅》中生命起源及生长发育的初步研究

通过《组织学与胚胎学》对人体生命起源、生长发育的认识与傣医文献《嘎牙山哈雅》中记载的进行比较分析,两者都认为生命是来源于父母所授。但傣医对生命的孕育生长、人体结构与功能的认识是通过肉眼感官观察和感悟到的,没有组织胚胎学通过显微镜等仪器设备观察到的精确及全面。通过比较以探讨傣医生命观的合理内涵,为今后解决傣医临床实践中的诸多问题奠定基础。

关于地球生命起源“同源说”

地球上的生命起源问题是一个千古之谜 ,也是现代科学亟待解决的难题 .从 2 0世纪 80年代起 ,笔者就现有主要学说及其引证材料和相关事实进行多学科综合研究 ,以此提出了地球上的生命起源与地球形成同源的假说 ,即“生命地球同源说” ,并不断发展与完善 .本文试以生命起源研究或争论中的一些关键和核心问题———如地球生命起源的环境问题、时间问题、有机演化问题以及相关的一些科学问题等为焦点 ,通过分析讨论阐明“同源说”的基本思想和主要观点 ,并以此来解释生命起源研究中的某些问题和现象 ,进而就“同源说”

生命起源的现代探讨──基于磷酰化氨基酸的核酸和蛋白质共起源学说评述

先有核酸还是先有蛋白质，是当前生命起源研究中的难题。本文在讨论现代生物学和物理学对生命本质的认识后，评介了中国学者提出的一个基于N－磷酰化氨基酸自组装的蛋白质和核酸共进化的模型。在有核畜存在时；磷酸化氨基酸自组装提供了一个能把蛋白质合成和核酸合成偶联起来的最小的分子模型。同其他生命起源学说相比，这一模型更符合生命的基本特征（自复制、生长、变异和进化），以及Eigen“超循环论”的自组织和进化的理论框架。