为什么说细胞是地球上最基本的生命系统?

为什么说细胞是地球上最基本的生命系统?
为什么说细胞是地球上最基本的生命系统?

为什么说细胞是地球上最基本的生命系统?
因为细胞分化后产生了不同的细胞群,是形态相似结构功能相同的细胞联合在一起的细胞群组织,再有组织形成器官,器官形成系统,构成生物个体,生物的所有种群是一个群落,在形成生态系统,生物圈（最大的生态系统）,植物只有器官没有组织,单细胞生物只有一个细胞,总的来说,所有生物的最低级的构成就是细胞,所以细胞是地球上的最基本生命系统.

古生物学家告诉我们，大约在 36 亿年前，第一个有生命的细胞产生。
生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义，而且有科学的宇宙观的意义。细胞的起源包含三个方面；①构成所有真核生物的真核细胞的起源；②与生命的起源相伴随的原核细胞的起源；③最新发展的三界学说，即古核细胞的起源。
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源.因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过...

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古生物学家告诉我们，大约在 36 亿年前，第一个有生命的细胞产生。
生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义，而且有科学的宇宙观的意义。细胞的起源包含三个方面；①构成所有真核生物的真核细胞的起源；②与生命的起源相伴随的原核细胞的起源；③最新发展的三界学说，即古核细胞的起源。
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源.因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。
大约在66亿年前，银河系内发生过一次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时间的凝集，大约在46亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转化为动能、热能，致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间，大约在38亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。
生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。
38亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。
原始地壳的出现，标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成。但是在很长的时间内尚无较多的生物出现，一直到距今5.4亿年前的寒武纪，带壳的后生动物才大量出现，故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙
太古宙（Archean）是最古老的地史时期。从生物界看，这是原始生命出现及生物演化的初级阶段，当时只有数量不多的原核生物，他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看，太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期；也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期，又是一个重要的成矿时期。
元古宙（Proterozoic）初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块。因此，在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧，而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强，大气圈的含氧量继续增加。元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛，明显区别于太古代。
震旦纪（Sinian period）是元古代最后期一个独特的地史阶段。从生物的进化看，震旦系因含有无硬壳的后生动物化石，而与不含可靠动物化石的元古界有了重要的区别；但与富含具有壳体的动物化石的寒武纪相比，震旦系所含的化石不仅种类单调、数量很少而且分布十分有限。因此，还不能利用其中的动物化石进行有效的生物地层工作。震旦纪生物界最突出的特征是后期出现了种类较多的无硬壳后生动物，末期又出现少量小型具有壳体的动物。高级藻类进一步繁盛，微体古植物出现了一些新类型，叠层石在震旦纪早期趋于繁盛，后期数量和种类都突然下降。再从岩石圈的构造状况来看，震旦纪时地表上已经出现几个大型的、相对稳定的大陆板块，之上已经是典型的盖层沉积，与古生界相似。因此，震旦纪可以被认为是元古代与古生代之间的一个过渡阶段。
1977年10月，科学家再南非34亿年前的斯威士兰系的古老沉积里发现了200多个古细胞化石，便将生命起源的时间定在34亿年前。不久，科学家又在35亿年的岩石层中惊诧地找到最原始的生物蓝藻，绿藻化石，不得不将生命源头继续上溯。
因为8亿年前地球上就出现了真核生物，那时候是震旦纪。而只有地球上有了充足的氧气之后，真核细胞才可能出现.
而在此之前都是厌氧的原核生物

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细胞是生物体结构和功能的基本单位 病毒也必须生活在或细胞中

生命系统有这样的层次：
细胞——组织——系统——个体——种群——群落
有些生物少了其中的某环节，植物没有系统，单细胞生物没有组织——系统，但所有生物最低级的系统都是细胞。所以说，细胞是地球上最基本的生命系统。

地球，大约在四十六亿年前形成。过去二、三十年来，对于地球上生命起源的说法，一直在变，刚开始只是小幅度的改变，现在却有较大胆的狂野想法。
过去的主流想法以“化学演化”来说明地球生命的起源。早期认为，地球生命开始于小分子、大分子到聚合物；从组成细胞、复制遗传基因至细胞分裂繁殖，生命就开始了。但此场景究竟发生在什么时候？产生了什么样的细胞？其实仍有很大的争论。
其中一种想法是，生命可...

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地球，大约在四十六亿年前形成。过去二、三十年来，对于地球上生命起源的说法，一直在变，刚开始只是小幅度的改变，现在却有较大胆的狂野想法。
过去的主流想法以“化学演化”来说明地球生命的起源。早期认为，地球生命开始于小分子、大分子到聚合物；从组成细胞、复制遗传基因至细胞分裂繁殖，生命就开始了。但此场景究竟发生在什么时候？产生了什么样的细胞？其实仍有很大的争论。
其中一种想法是，生命可能来自于冰团。当海洋表面结成冰时，在冰晶缝隙里，有机小分子聚成了大分子，生命于是开始。另一种想法是，受到月亮牵引潮汐的影响，海水蒸发，浓缩有机分子，岩石表面催化小分子的聚合，生命就这样开始。最晚出现，大约一九七八年提出的想法认为，生命应从热锅开始：海底裂缝冒出的滚烫海水，最高超过摄氏300度，海水中夹杂很多特异的化学分子，这些化学成分和岩石作用后，不仅产生了海水里的重要成分，生命也有可能从那里开始。
生命迹象出现在各个角落
化学演化说在过去几年开始松动，大家不再那么信心满满。七年前的夏天，美国太空总署对外宣称，在一块火星陨石上发现生命迹象。原来，一位美国女科学家于一九八四年在南极冰层上捡到一块石头，经分析确定，它是来自火星的第 12 块被检验出来的陨石。见到石头上微小的形体，太空总署有了些想法，这些想法，其实在过去 20 年里已有许多生物学家提出。
究竟是什么呢？在北投、在黄石公园、在一些可以把蛋煮熟的热泉里，竟然住着能行光合作用的细菌，它们不只耐热还嗜热。此外，若向地下钻个三千公尺，那里见不到阳光，得不到有机物滋养，却也住了很多细菌，它们吃、睡、繁殖都在那儿，是一群会利用自然界化学分子与氧化还原反应取得能量的细菌。
另有些细菌，在琥珀里睡了二千万年后还能被叫醒。这样的场景，在地球上很多地方都找得到。例如美国加州大学洛杉矶分校沈育培教授，她在中国东北的黑土底下找到许多古莲子，用碳-14 定年后发现，这些莲子是依照唐、宋、元、明、清的顺序躺在地下，其中最老的一颗，经鉴定已有 1,288 年历史。若拿锉刀锉皮，让莲子吸水，再放入水里三天，它不但萌芽，还能长出新的莲苗来。
所以说，不只是细菌的生命坚毅，其他生物的生命也很坚毅。如果在高压、高热、高酸等极恶劣环境下生命仍可以存活，那么，有什么理由认为，这些生命不可以在星际间旅行呢？有什么理由认为，它们不可以从一个星球散布到另外一个星球呢？
生命始于三十九亿年前
这些坚毅的生命是从什么时候开始的？科学界的说法不停地在修正，最近一次的说法是三十九亿年前，那时候，天外流星仍不停地、猛烈地轰炸地球，在那扰攘不安的时代，生命已经开始。这个依据来自一些有机碳化合物的分子。
在寒冷的格陵兰岛上，某些磷酸钙小砂砾里包含着一些黑色的有机物质。虽然有机物质可以从自然界产生，也可以由生物合成，但是，分析当中的碳-12、碳-13比例后可知，这些黑色物质是由生物合成的。因为，只有生命可以扰动碳-12、碳-13 的比例。若这个定义正确，那么，在三十九亿年前磷酸钙形成的时候，那些小砂砾已经包住了细菌的分子。如果生命曾出现在三十九亿年前，也有可能不只出现一次。地球上的生命曾遭遇多次浩劫，人类则是灾难幸存者的后代。
共生——演化中的重要策略
想要为生命痕迹寻找证据吗？叠层石（stromatolite)是个好帮手。因为，叠层石是一种活石头，在它的表面，有一群活着的细菌在那儿行光合作用。这些细菌，每天晒太阳、分泌胶质、将水里的矿物质胶结住，也主动地把这些矿物质沉积下来。而石头本身，就这么一丁点一丁点地，一层层往上长。可以说，那些制造叠层石的生物，改变了地球空气的组成，也决定了生命演化的方向。
地球就像其他行星一样，在刚形成的时候没什么氧气，只因氧是行光合作用的副产品，当氧气随着行光合作用的生物滋长且快速地增加以后，所做的第一件事，就是把地球给锈了。铁，是地球上的第四大元素，在还原状态时可溶于水，氧化后即沉积为铁矿；现今炼钢厂里的铁矿，大都是二十五亿年前沉积的氧化铁。没错，就在二十五亿年前，叠层石生物产生的氧，把地球上的铁都锈光了，之后，氧气在大气中开始侵害生命。
我们的祖先细胞因此面临抉择：灭绝，或是搬到没有氧气的地方居住。不过，聪明的祖先细胞选择了“与细菌共生方式”存活下来。在此之前，细胞内没有细胞核，所有化学反应都混在细胞质里进行。当祖先细胞吞进原本独立生活、又能利用氧气的细菌后，开始发展“将不同反应放在不同细胞器官进行”的能力，既解决氧气毒害问题，又强化了代谢协调的效率。细菌进入祖先细胞后，就再也无法和我们分开了，这是共生现象(symbiosis)，是生命演化过程中非常重要的策略。
圆滚滚的动物胚胎
大约六亿年到八亿年前，至少有两次，或者四、五次，地球冻成了冰球，每次冻结，就冻个千把万年。地表上所有的水几乎都成了冰，对生命而言，真是严苛的考验，许多生命因此灭绝。
这现象一直维持到五亿八千万年前，地球回暖，大陆贵州附近变成温暖的浅海。历经两、三亿年后，贵州又逐渐变成陆地。四千万年前，印度板块与欧亚大陆板块碰撞、挤压，拱起了青康藏高原，也隆起了云贵高原，于是，累积在贵州的三、四千公尺的岩石，开始面对几千万年的风化侵蚀，到最后，终于土崩瓦解，露出藏在五亿八千万年前那些温暖浅海里的生物纪录。
在贵州瓮安县有个五亿八千万年前的地层，里面发现许多比小米还小的颗粒状构造，圆滚滚的外形，大大小小有好多种。把它们拿出来用放大镜看，就能看到上头的裂缝，一个裂成二个、四个、八个、十六个……，到底是什么呢？动物的卵和胚胎！放在电子显微镜下观察时，可清晰见到每一个细胞的构造；磨成薄片后，还可见到细胞与细胞间的界线，而且，每一个细胞核都在，连蛋黄构造都保存着。
到底是什么动物能在远古的岁月里生下这么多蛋呢？刚开始时，研究人员把石头磨成薄片，或从里面挑出胚胎，然后一个个去辨认；有时候敲开它们，看看内部构造。但对如此精美难得的化石，任何破坏都是一种罪恶，看来，要分析石头里的结构，非得研发更先进的技术不可。
非破坏性分析研究
正巧新竹清华大学隔壁是国家同步辐射研究中心，如果把粒子加很高能量后，可导出平行、高解析度的X光，这就可以为化石拍照，希望能显现化石内部的细微立体构造。后来发现这个办法真不错，于是寻访世界各国的同步辐射中心，看谁可以把这项技术做得更好。
如今这种非破坏性分析的X光显微术研究，已在美国、韩国、瑞士、台湾等的同步加速器中进行。这些研究隐含着一个迷人的期待：十年以后，美国太空船从火星上带回石头，应该只有少数人有机会参与研究，到时候，谁有本事以非破坏性分析技术来看火星岩石里面最细微的构造，谁就有机会争取研究的优先权。
四月天的海底下热闹极了
从瓮安化石层一块拳头大的石块里，就可以找到上万个动物胚胎，地球上还有这样的场景吗？其实在我们身边就有。每年四月，月圆过后的第二天晚上，垦丁海底下的珊瑚都会集体产卵，无数的美丽卵泡，瞬间密布海水；不只珊瑚，很多无脊椎动物都在产卵，蚌壳把大量的精卵送出来，海胆、海星都在做这件事，四月天的夜晚，海里头热闹极了！
同样场景，也可能出现在五亿八千万年前的瓮安，四月天，月圆后第二个晚上，海洋中的无脊椎动物正大量地释放精卵。但灾难突然来到，发育中的大量胚胎，很快地被杀死，再冲到附近一个有大量磷酸与钙的海域，这些物质，又很快地把胚胎化成不朽的石头。
地质学家习惯把地球的历史切成两段，一段称为前寒武纪，另一段的开端就是古生代的第一纪——寒武纪(Cambrian)。过去一百多年来，寒武纪的开端（五亿四千万年前）被认为是动物出现的时候，然而，出土大量动物胚胎化石的贵州瓮安地层，却比寒武纪的开始早了四千万年。显然地，在寒武纪之前，地球上早就出现了很多复杂的动物。
海口虫——演化中的重要生物
大陆昆明东南 50 公里远的澄江县也有个特别地层。五亿两千万年前，那儿是一片温暖浅海，但不知怎么地，大约每隔一百年，附近就有个灾难。只要灾难一来，大量细致的粉沙，会快速地把住在浅海里的生物掩埋下来；在极短时间内，脱水、压扁，许多生物还来不及被细菌腐化，就被压成扁扁的化石，所有的构造细节都留在岩石上。那儿有很大一片区域布满了这种化石，这些化石总称为澄江生物群（Chengjiang Biota）。
在滇池旁有一个叫做海口的小镇，研究人员在一处不到四平方公尺的范围内，找到三百多条小虫子，取名海口虫（Haikouella）。它的肌肉已经分节，有消化道、尾巴、肛门与四对生殖腺，更重要的是，它有一个脊索动物的特征——软的弹性构造。
脊椎动物的特质是脊索，在当时，我们的祖先没有选择坚硬的盔甲，反而长出背部的脊索以便弹性地应付这个世界；又因为舍弃盔甲选择智慧，所以长出个大脑来。脊索与大脑，成为无脊椎动物与有脊椎动物的最大区别，而海口虫兼具这两种构造，它被认为是生物演化过程中一个非常重要的环节，也是无脊椎动物演化成脊椎动物的典型过渡代表。
连续火山爆发古生代结束
古生代（the Paleozoic era）有很多纪，每一纪的结束，代表一次灾难；每一次灾难，都是生物灭绝的时候。到了古生代末期，陆块逐渐聚集，海岸线消失，陆地中央变成沙漠。所以，地球变得很干，有些生物耐不住干旱而逐渐灭绝。
但是，有一件事澈底改变了这一切。大多数说法认为，现今的西伯利亚地方，在二亿五千万年前发生了连续的火山爆发，这个爆发大到无以描述，在二百五十万平方公里的面积上，累积了四公里厚的岩浆，如果将它摊平到全世界，大概可以摊到七公尺厚。岩浆喷了多久？没人知道，但必定喷出大量火山灰，遮天蔽日；喷出很多氧化硫，折射阳光，使地球冷却；喷出大量毒气；喷上天的氧化硫，遇水变成硫酸，落到地下变成酸雨。可以想像，那是场大浩劫！
结果，陆地上几乎所有生物都死了，陆地上的大型动物超过三分之二消失；海洋里，活下来的生物不到 5％；灾难后的地层里，不再有卷柏、木贼的孢子，取而代之的是腐化这个世界的真菌孢子。你能想像那个悲惨岁月吗？满地毛茸茸的真菌，正快速地腐化死亡的生物遗体。然而，危机也是转机，又有很多新生物开始出现，古生代结束，中生代（the Mesozoic era）开始！
虫鸣鸟叫恐龙是主角
中生代有些什么呢？爬行生物飞上天，变成翼手龙；入了海，变成鱼龙。最后，大到无以伦比，长度可到六、七十公尺，走起路来地都震了的恐龙变成主角。而中国东北的辽西地区，从那儿出土的带羽毛恐龙化石，震惊全世界，使得长达 150 年的“鸟的祖先可能是恐龙”的争论，暂时停火。
回溯一亿两千四百万年前，辽西地区是一片大森林，布满沼泽，花已经演化出来，虫鸣鸟叫，生机盎然。依照人们寻找化石的经验，天上飞的鸟通常不容易保存为化石，但在那儿，却有上百种、几万个鸟化石，有些精美的标本上，每根羽毛都在。当时在那儿必定经常发生火山爆发，每次爆发，就在地层里留下一层层火山灰，有些厚，有些薄，频率相当高。
稍微想像一下：火山爆发，火山灰，快速侵蚀那个生态世界，鸟、兽受到惊吓，争先恐后地逃出林子，拼命往水边跑。有些鸟，飞到一半，被后头的火山灰、毒气赶上，栽下来，掉到烂泥里，掉到火山灰里。火山灰的粉末极细致，渗入鸟翅膀的每个空间，鸟羽毛被完整地保存下来，细菌都还来不及分解，整只鸟就变成了化石。带羽毛恐龙化石，想必也是如此形成的。
自从一九九六年，第一只带羽毛恐龙化石被发现后，直到现在，这儿又陆续发现十几种带羽毛恐龙。但是，为何世界上其他地方未曾发现呢？除恐龙种类不同外，应是辽西地区特殊的地质条件和埋葬条件，使得羽毛能够清晰地保存下来。
植物开花生命共同演化
地球上有这么丰富的色彩，这么多种类的生物，能够造就这么多样性的世界，都要归功于植物开花。植物开花的目的不在吸引同伴，花蜜和花香是为动物制造的，一旦动物被吸引过来，就可帮忙传播花粉，传播种子。
昆虫，在植物身上留下了蛋，蛋孵出来变成毛虫，毛虫开始啃食叶子；植物不喜欢，为了活下去，就做出毒汁、长出刺；虫子要活下去，又演化新的能力，目的是要分解毒汁，闪躲刺。地球上生命的合作竞争，就这么反覆发生，这就是生物学上所说的共同演化（coevolution）。
在很短时间内，共同演化造就了三十万种以上的开花植物，和一百万种，甚至一千万种的昆虫。在什么时候，什么场景下，哪一种植物在地球上开出第一朵花，是演化生物学家很想知道的答案。只是，花如此脆弱，在植物生命里出现的时间这么短暂，又怎能变成化石呢？因此，找到最古老的开花化石，是科学家极度渴望的事。
一九九八年，中国科学院南京地质古生物研究所孙革等人发现了辽宁古果化石，相关文章在英国《自然》杂志发表，可惜化石上只有果子，没看到花；之后中国地质科学院地质研究所的季强和孙华，在辽西发现保存完整的中华古果化石，相关报导在二○○二年《自然》杂志上刊出。如今国际科学界已承认，古果化石是目前世界上已知最早的被子植物。
终于看到祖先的模样
人类属于“有胎盘哺乳动物”，对于有胎盘哺乳动物的研究，最近几年有惊人的发现。在辽宁凌源市义县一亿两千四百万年前的地层内，季强和美国卡内基自然史博物馆的罗哲西发现真兽类（有胎盘类）哺乳动物化石，并取名攀援始祖兽（Eomaia scansoria）。相关研究报告在二○○二年四月出刊的英国《自然》杂志发表。
在过去，生物学家没看过有胎盘哺乳动物祖先的模样，古生物学家也只能从岩层里筛出细碎的牙齿做研究。这次发现的攀援始祖兽化石，毛在、牙齿在、每根骨头都在；它的身长约八公分，体重约 25 公克，具有可以灵活攀援的肢骨特征，属哺乳纲（Mammalia）真兽类（Eutheria），是世界上已知的，有胎盘哺乳动物中最古老、最原始的物种。所有包括人类在内的现有胎盘哺乳动物，都是真兽类哺乳动物的后裔。
天崩地裂新生代来临
对于中生代的结束，最盛行的说法是：六千五百万年前，一块十公里大的石头，挟持着重量与速度，掉落在墨西哥海边，瞬间，海水蒸发！这个石块继续往下钻，碰撞到的岩石是碳酸钙和硫酸钙，碳酸钙产生二氧化碳，汽化了；硫酸钙产生二氧化硫，出去了。二氧化硫冲上了天，和水结合，变成酸雨落到地面；未结合的，就把阳光反射回去。石块再继续往下钻，更底下是矽酸岩组成的花岗石，花岗石熔化成岩浆，喷到天空，冷却后，变成黑色的黑曜石，在附近洒下一片玻璃雨……。
地球正在天崩地裂之际，海水则猛烈冲击着海岸，变成海啸，更在岸边掀起四千公尺高的滔天巨浪。今天的德州，仍可看到一道三百公里长的石墙，可能是当时随海啸冲过来的石头堆叠起来的。这样的撞击，或许又让位在地球另一边的印度发生地震，引发火山爆发。我们的地球，陷入了什么样的困境呢？有火山灰、毒气体、酸雨、没有光线、植物死亡、动物饿死、超过 80％ 的海洋与陆地生物灭绝、中生代结束！少量幸存的生物，重新开始迎接新生代（the Cenozoic era）的来临！

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