The Feathered Onion - Creation of Life in the Universe pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons

作者:Clive Trotman

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2004-6-29

价格:GBP 14.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780470871874

丛书系列:

图书标签:

宇宙生命
生命起源
天体生物学
宇宙学
科学哲学
进化论
外星生命
科学普及
自然科学
多学科研究

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具体描述

Over the past 150 years the acknowledged dates for the formation of the Earth and the origin of Life have been pushed steadily back into the remote past. As these timescales have lengthened however, the interval between the two dates has reduced so much so that it has left us with a serious conundrum: the interval between the formation of the Earth (or at least a surface capable of supporting life) and the appearance of life is simply too short for life to have come into existence from scratch. The key questions thrown up by this problem of timing are addressed for the first time in The Feathered Onion. Is the Earth older than we think? Could life on Earth really have developed incredibly rapidly? Did life originate elsewhere and then find its way to our planet? Clive Trotman explores the science and potential of these theories with explanations of the latest scientific techniques and their implications for our current understanding of where we came from.

宇宙间的微光与混沌：一部关于生命起源的宏大叙事导言：在寂静的深空中，生命的火花如何被点燃？本书并非聚焦于任何特定的已知书籍，而是致力于探索一个横跨物理学、化学、生物学乃至哲学的宏大命题：在广袤无垠、看似毫无生机的宇宙中，生命是如何从非生命的物质中诞生的？我们将在行星尺度的演化、分子层面的自组织，以及宇宙学背景下探讨这一终极问题的可能性与必然性。第一章：宇宙的基石——从夸克到生命的化学前奏生命的诞生，首先依赖于宇宙的物质构成和物理定律的稳固性。本章追溯物质的起源，从大爆炸后极早期的高能粒子汤，到第一批稳定原子核的形成。重点分析了早期宇宙中氢、氦以及后来在恒星内部锻造出的更重元素（碳、氧、氮、磷等）在生命化学中的决定性作用。我们深入探讨了“宇宙炼金术”——恒星的生与死，如何将构建生命的元素散播到星际介质中，为后续行星系统的形成提供了原材料。化学的进化：从无机物到有机物的飞跃在原行星盘的尘埃和气体云中，复杂有机分子的自我组装是一个关键的、充满挑战的阶段。本章详细考察了在极端条件下（如彗星撞击、深空低温环境、火山喷发区）发生的非生物合成反应。我们分析了米勒-尤里实验的现代延伸，探讨了诸如氰化氢聚合、氨基酸的立体选择性形成等关键步骤。特别关注了芳香族化合物和简单的糖类如何在宇宙环境中被制造出来，这些分子是构建更复杂生命结构（如核酸和蛋白质）的砖石。第二章：生命的摇篮——适居行星的物理与化学条件生命的起源需要一个稳定的、能够进行化学反应的平台。本章专注于对“适居带”的重新定义，超越了仅仅液态水存在的温度范围。我们探讨了行星大小、大气组成、磁场强度以及板块构造对维持长期化学演化的重要性。水的多功能性及其在生命起源中的核心地位水不仅仅是溶剂，它独特的极性、比热容和密度反常性，使其成为生命化学反应的理想介质。本章研究了水如何促进分子间的相互作用、稳定生物大分子结构，并作为能量梯度的媒介。我们探讨了在缺乏液态水的环境中（如冰下海洋或甲烷/乙烷环境），生命可能采取的替代性化学路径，即“非水基生命”的可能性。地质学的催化作用早期地球的地质活动，特别是热液喷口和粘土矿物表面，被认为是浓缩和组织有机分子的天然反应器。本章对比了深海热液系统（富含化学能和还原性气体）与浅水池塘（遭受紫外线辐射和潮汐作用）在驱动聚合反应方面的优劣，并模拟了这些环境如何提供能量梯度，迫使单体分子连接成聚合物。第三章：从分子到细胞——自组织与复制的黎明生命的最基本特征是新陈代谢和遗传的结合。本章聚焦于如何从随机的分子混合物中涌现出具有边界和内部秩序的结构。囊泡的形成与膜的诞生第一个“细胞”可能是一个简单的脂质双层膜结构。本章研究了脂肪酸和磷脂分子在水溶液中自发形成囊泡（Protocells）的过程。我们探讨了这些原始膜如何实现选择性渗透，如何在外部能量输入下维持内部化学环境的稳定，并在物理应力下分裂和生长，模拟了早期的“细胞分裂”。遗传的起源：RNA世界假说及其挑战 DNA的复杂性使其难以成为生命的第一分子。本章深入分析了核酶（Ribozymes）——既能携带信息又能催化反应的RNA分子——在“RNA世界”中的核心地位。我们讨论了RNA的合成障碍（如核苷酸的聚合）以及如何克服这些障碍。此外，也考察了肽核酸（PNA）或三链核酸（TNA）等更简单的替代遗传物质在起源中的角色。代谢网络的启动：化学循环的自持生命不仅仅是复制，还需要能量的捕获和转化。本章阐述了“化学世界”理论，即在有组织的膜结构内，通过简单的化学反应循环（如类似克雷布斯循环的简化版）如何实现对能量的自动提取和利用，从而优先于其他惰性分子集合。这种自催化的网络标志着新陈代谢的开端。第四章：分歧与加速——从原核生物到复杂生命的飞跃一旦具备了自我复制和能量利用能力，生命便开始了进化的竞赛。本章描述了生命在地球上出现后的早期分化和关键创新。生命的共享起源通过比较现代生物体内最保守的分子机器（如核糖体、ATP合成酶），我们推断了最后普遍共同祖先（LUCA）可能具备的特征，并试图重建这个假想的生命形式的生物化学图景。关键的生物技术创新我们分析了几个对生命演化至关重要的“技术突破”：光合作用的出现，它极大地拓宽了地球的能量来源；以及原核生物吞噬作用的出现，为真核细胞的形成奠定了基础。重点讨论了内共生学说，即线粒体和叶绿体如何被整合到更大的细胞结构中，使得能量生产效率发生了数量级的飞跃。结语：宇宙中的生命谱系与未来展望本书的最终思考落在了对生命的普遍性与特殊性的辩证探讨上。基于我们对地球生命起源的理解，我们能否推断出宇宙中生命形态的某些普遍规律？是否存在生命可能出现的“时间之窗”？通过对这些基础问题的系统梳理，我们不仅回顾了地球上那场奇迹般的化学革命，更为我们在浩瀚宇宙中寻找“他者”提供了坚实的科学框架。生命，或许是宇宙在满足特定物理和化学条件后，不可避免的、优雅的涌现现象。