点亮生命演化的闪电,该文是关于生命电大毕业论文范文与演化和闪电和点亮相关开题报告范文.
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出祺然/文
闪电对地球生命有着很大的影响.从第一个诞生出来的细胞到今天纷繁复杂的生物圈,它在数十亿年里不断塑造着地球生命.下面,我们从4个方面来谈谈.
1.生命的起源
让我们来做一个实验.拿一个玻璃容器,向里面装一些温水（可以是清水,也可是咸水）,用来模拟原始地球上的一个池塘或一片海洋.水上面的空气用二氧化碳、氮气和水蒸气组成的混合气体替代,用来模拟早期地球的大气.现在,在上述混合气体中进行火花放电,来模拟闪电,而闪电以及暴风雨、火山喷发,都是早期地球上常见的事情.
持续放电几天后,我们开始分析容器内的化学成分.你会发现里面产生了氨基酸等有机分子,这是因为电流把简单的气体分子和水分子组合成了更为复杂的分子.基于类似的实验,科学家们已经发现,氨基酸和其他有机分子的产生,都有闪电的功劳.这些有机分子为生命的诞生提供了一个物质基础.所以说,有了闪电,才有了生命的基础.
2.早期的微生物
大约在35亿年前,单细胞微生物第一次演化出来.它们出现并存活下来,与闪电是分不开的.所有生物都需要氮元素,用它来制造出诸如蛋白质和DNA这样的基本生命分子.氮气一直是地球大气层的主要组成部分,但它非常稳定,很难被生物直接利用.它必须先转化为氮化合物,才能被生物细胞所利用.而闪电划过天空时,会撕裂氮气分子内两个原子之间的化学键,还能把氮原子与附近的氧原子焊接起来,形成氮氧化物（NO和NO2）.这些氮氧化物可以被早期微生物利用,这样这些微生物就可以继续繁殖下去.
随着微生物散布在整个地球,数量不断增加,闪电产生的氮氧化物就不够它们使用了.这促使微生物发生了演化,最终学会了如何在体内把氮气转化为可利用的氮化合物.
3.土壤细菌
细菌已经征服了地球的表面,大气和地下深处也有细菌驻扎着.细菌之所以能适应世界各地的环境,与它们一些特别的演化能力是分不开的.例如,它们可以借助“转化”机制获取新的能力.这里所说的转化,指的是细菌的细胞膜渗透性有时会增强,允许周围的DN段进入细胞内.如果这段DNA包含有用的基因——比如具有耐药性的基因——并且还能落在细胞内正确的位置上,那么细菌就得到了这个基因上的技能——具有了耐药性.
我们已经搞清楚如何在实验室里“哄骗”细菌发生转化.例如,向一块包含细菌和DNA的土壤通电,就可以让一些细菌发生转化.这个实验意味着,我们可以根据我们的意愿给细菌加入特定的基因.另外,这也意味着类似的情况在自然环境中也能发生,因为土壤中通常充满了细菌和DNA,闪电也经常打到地面上.
所以说,闪电在促进细菌发生转化以及发生演化的过程中,可能起了很大的作用.
4.森林生活
随着时间的流逝,纷繁多样的生物演化出来,而闪电会继续寻找新的方式来施加自己的影响力.
只要有树出现,闪电就有可能灭了它们,除了给它们致命的电击,闪电也会引起森林火灾.通常来说,森林火灾是有好处的,因为树木死亡是森林一个重要的组成部分——它们为许多动物和真菌提供栖息地和食物.例如,树皮甲虫喜欢吃被闪电烧毁的树木.
更重要的是,烧过后的这片区域常常会长出一组固定的生物群落.例如,十分好吃的羊肚菌往往会从烧焦后的土壤和木头上长出来,而且数量可观.在平时,你很难在森林中看到大片的羊肚菌.不过如果你喜欢露营的话,你还会发现它们偶尔会在燃尽的篝火里长出来.羊肚菌喜欢在火后长出来,这背后的机理我们还不太了解.一些科学家推测,部分原因可能是树木和地表有机物被烧掉后,为羊肚菌等真菌的生长提供了生长空间.
树木燃烧产生的热量和烟,还能促使一些植物种子的萌发.一些种子始终是不透水的,直到它们暴露于高温之中.之后,这些种子一旦遇上水,就可以发芽了.另外,树木燃烧时产生的烟中还包含了一些调节植物生长的分子,这些分子也会刺激某些种子的萌发.
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