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生命的起源

  •  生命的起源|200
  • 书名: 生命的起源
  • 作者: 刘大可
  • 简介: 在这古老与崭新之间,这本书最雄心勃勃的地方,就是要给出一个其他科学读物都不曾给出的完整回答,这个回答不再是面对海洋与星空的浪漫畅想,而要从无机世界的二氧化碳和氢气开始,一步一步地讨论活跃的有机物要如何产生,遗传基因和新陈代谢要如何建立,直到第一个细胞出现并成熟,获得独立生存的能力。我们不能从哪一次研究,或者哪一位研究者那里获得一个完整的答案,而必须调查生命科学的众多领域,搜集不同研究者对每个子问题的回答,再设法像拼拼图一样,把这些局部的回答组织成一个完整的回答。40亿年前那个诞生了生命的环境也超越了所有人的生活经验——它不但是古老的,而且是微观的。那是一个万有引力可以忽略不计,分子间的电磁作用却强大得不可抗拒,物质的运动充满了随机性,在不可测量的瞬间里飘忽闪现的诡异世界。要理解它,我们就会不可避免地接触许多陌生的知识,尤其是要接触许多化学的术语,这或许会让有些读者感到厌烦与抵触,但这是根本不可能避免的:我们已知的一切生命都是化学反应的集合,要了解它的起源却不想接触化学,这与修建空中楼阁是同一种不可能的贪婪。
  • 出版时间 2021-09-01 00:00:00
  • ISBN: 9787521728620
  • 分类: 科学技术-自然科学
  • 出版社: 中信出版社

高亮划线

第二章 黑烟囱?

  • 📌 大洋板块在边缘处俯冲消失,就会在中央处张裂,裂缝处的地幔物质因为压力突然降低而熔融为岩浆,顺着张裂的缝隙喷涌而出,然后被海水迅速冷却,连续不断地凝固成新板块。新板块诞生的地方,就是连绵不断的洋中脊了——在潜没带(也称“俯冲带”“消减带”)和洋中脊的新陈代谢之下,全球的海洋板块不到2亿年就能更新一遍,由此持续而顺畅地释放着地球深处升腾而起的热量。 ^41176020-8-2755-3385

    • ⏱ 2022-05-13 02:01:07
  • 📌 在洋中脊,新形成的板块持续扩张,形成了众多的裂缝。海水会顺着裂缝一直渗入地壳深处,然后被洋中脊下面的岩浆房截住去路。海水可以在那里加热到超过400℃,但在地下深处不可思议的巨大压力下无法沸腾,处在既像气态又像液态的“超临界态”。超临界态的水既像气态水一样可以穿过最微小的缝隙,又像液态水一样可以溶解岩石中的各种物质,而且密度很低,于是会持续不断地上涌,最后从洋中脊的裂缝中喷涌而出,这就是所谓的“深海热液”了。 ^41176020-8-3831-4036

    • ⏱ 2022-05-13 02:05:52
  • 📌 当这些热液遇到海水急速冷却下来,其中溶解的各种无机盐就会立刻结晶析出,变成悬浊的微粒。由于岩浆活动释放了大量的硫元素,地壳深处又含有大量的铁元素,所以这些微粒当中有很多富含铁的硫化物,这让深海热液看起来就像是滚滚黑烟。而当那些“烟灰”渐渐沉淀下来,就会在热液喷口附近越堆越高,形成几米高的管状结构——我们形象地把它称作“黑烟囱”。 ^41176020-8-4420-4585

    • ⏱ 2022-05-13 02:08:35

第三章 还是白烟囱?

  • 📌 在白烟囱假说中,富含氢气和矿物质的碱性热液持续而缓慢地从洋中脊的裂缝中涌出,遇到了原始地球上富含二氧化碳而显酸性的低温海水,就迅速凝固成了四通八达、像海绵一样的微米级的管道系统。海水和热液被这些管壁分隔开,也就无法混合成均一的溶液了。而整个假说最精彩、最具启发性的地方就在这里了:那些管壁的厚度只有10微米左右,而且镶嵌着数不清的铁硫矿物晶体,因此,管壁两侧的酸碱性差异就能制造一种强烈的“化学压力”,强迫一些粒子半径极小的物质顺着晶体的缝隙穿过管壁,并在移动途中带动一系列的有机化学反应。而由于管壁两侧是源源不断的热液与海水,那种“化学压力”就会一直存在,有机物也会源源不断地生产出来,在管腔中越来越浓,最终发展成大分子,乃至原始的细胞。 ^41176020-9-6272-6621

    • ⏱ 2022-05-13 01:57:12
  • 📌 相比黑烟囱那种酸性的热液喷口,这种喷口喷出的热液是碱性的,因此被叫作“碱性热液喷口”。这些碱性热液的温度为40℃到90℃,其中也溶解了大量的无机盐,比如钙离子、硫酸根离子。而当它在寒冷的海底迅速降温,这些无机盐同样会迅速地析出,形成硫酸钙和碳酸钙之类的白色沉淀,沉积成几十米高的巨大结构——所以,碱性热液喷口也被对应地称作“白烟囱”。 ^41176020-9-4715-4882

    • ⏱ 2022-05-13 01:59:58
  • 📌 深海不只有黑烟囱,还有白烟囱。与黑烟囱不同,白烟囱喷出的热液是碱性的,而且溶解了大量的氢气,它也并非名副其实的管状的烟囱,而是像海绵一样充斥着错综复杂的毛细管道,热液要缓缓地渗透出来。 ^41176020-9-538-663

    • ⏱ 2022-05-13 02:09:29

第四章 生命是什么?

  • 📌 系统如果是孤立的,或者所处环境的熵已经达到了最大,那么这个系统的任何运动都不会减少自己的熵”——是的,这就是热力学第二定律的具体表现,有时也叫“熵增原理” ^41176020-11-8462-8539

    • ⏱ 2022-05-13 02:50:25
  • 📌 生命是耗散结构。 ^41176020-11-12010-12018

    • ⏱ 2022-05-13 02:52:31

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