地球生物与（类地）外星生物的演化方向是趋同还是趋异（相比原始形态）？ 第1页

演化没有特定的方向，不是“从原始到进步”。

地球生物的“原始时期”可追溯到冥古宙，原始形态是一堆RNA分子、蛋白质分子乃至更简单的自我制造有机物。

前生命化学的挑战是从少数原始底物中追踪生命关键组成部分的合成过程。2020年9月，一支研究团队报告了一种正向合成算法，可在一般公认条件下从水、氮气、氨、甲烷、氢氰酸等底物开始生成完整的前生命化学反应网络，包含已报道的和先前未确定的通往生物靶标的途径、非生物分子的合理合成。其中一些反应是研究人员实验验证的^[1]。
该网络表现出3种形式的非凡化学反应：
-网络中的分子可充当下游反应类型的催化剂；
-形成功能化学系统，包括自我制造循环；
-产生与生物分化的原始形式有关的表面活性剂。
该研究显示，亚氨基二乙酸之类相当简单的分子就可以开始反复的自我制造。

如果你关心的是形态、结构之类，无论起点相似不相似，演化会让生物出现极大的差异。

地球上的生物就可以证明“成功的物种往往是相似的”这句话是假命题。现存地球生物中，活细胞数最多的物种是遍在远洋杆菌，年生物量峰值最高的物种可能是玉米，拥有的破坏力最强的物种是晚期智人，在三者有共同祖先的情况下，其身体的构造和整体的造型差异巨大。“类地”这个限定对此没有任何用处。

• 2019年全球玉米产量约11亿吨^[2]，这么多玉米的全植株总含碳量有数十亿吨^[3]。地球植物的总含碳量估计约4500亿吨。你看这个比例就可以知道世界上年生物量峰值最高的植物可能是玉米。
• 生物量可以比较总体重、总干重、总碳原子数，玉米在每个领域都不会落后。
• 如果不算人种植的农作物，在自然条件下的植物中，杨树、北美云杉、落叶松之类在大面积森林中处于优势地位。北美云杉在分物种考察植物生物量的英国境内显示出超越其它所有植物的生物量。落叶松是西伯利亚北方针叶林的主要成员之一，北方针叶林是陆上最大的生物群系。

如果只比较动物，人的总碳原子数与蚂蚁、白蚁相近。如果只在哺乳类内部比较，人的总碳原子数少于牛，不过这倒不太重要：牛是被我们养成这样的。

演化生物学会具体谈论的最古老的地球生命是“最后共同祖先”Last Universal Common Ancestor，简称LUCA，这是演化生物学上假定存在的生物，LUCA存在的证据和不存在的证据都是有的，谈论其存在和不存在的文章都可以发到nature上^[4][5]。

• 即便假定LUCA存在，其也不是地球上最古老的生物。但是，地球上更古老的非病毒生物的遗传因子，只有水平转移到了LUCA的基因组内，才能传递下来。

21世纪初，学者一般估计最后共同祖先生活在距今35亿年前~38亿年前，而我们发现的直接的古生物化石证据已经老到了34.8亿年前^[6]。2017年，科学家在加拿大魁北克的岩石中发现了37.7亿年前~42.8亿年前的筒状微小纤维构造，可能是远古海底热泉喷口处生物的活动痕迹^[7]。2018年，有研究根据分子钟将最后共同祖先生活的年代设置到了45亿年前^[8]——这意味着LUCA可能在地球形成后4千万年时地狱般的环境里就自然形成了^[9]。

以上所称的“年”均为儒略年。1儒略年=365.25天。

地球生命的太空起源说仍然是学术界经常谈论的话题，地球生命也不必都是在同一个时代起源的，现代地球的水域、地下仍然可能在进行有机大分子的自我制造，只是这个过程本就极度缓慢、难以和现代生物制造的有机大分子区分、很容易和现代生物的身体结合到一起去（例如被细菌摄入体内）。

参考

1. ^ Synthetic connectivity, emergence, and self-regeneration in the network of prebiotic chemistry DOI: 10.1126/science.aaw1955
2. ^ 高于小麦、水稻等
3. ^ 由于前者计算的是玉米粒，玉米总生物量应当高于甘蔗。最近几年甘蔗年产量约19亿吨
4. ^支持它存在的研究 https://www.nature.com/articles/nature09014
5. ^反对它存在的研究 https://www.nature.com/articles/nature09482
6. ^ https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2013.1030
7. ^ http://eprints.whiterose.ac.uk/112179/1/ppnature21377_Dodd_for%20Symplectic.pdf
8. ^ http://palaeo.gly.bris.ac.uk/donoghue/PDFs/2018/Betts_et_al_2018.pdf
9. ^ 在目前的理论下，地球似乎是在45.4亿年前形成的，冥古宙由此开始。在45.2亿年前，地球似乎与体积约等于火星的天体“忒伊亚”发生碰撞，飞溅出的物质有一部分形成了月球，地球从炽热的岩浆球状态逐渐冷却固化（计算表明需时1亿年）。 44.1亿年前，地球上可能出现了原始海洋。这一时期的地质活动估计相当剧烈，火山喷发遍布地面、熔岩四处流动。 在41亿年前到38亿年前，地球可能受到了大量小行星与彗星的撞击。根据同时期的月球撞击坑推算，地球当时形成了22000个或更多的直径大于20千米的撞击坑、约40个直径约1000千米的撞击盆地、几个直径约5000千米的撞击盆地，地形平均每100年就受到显著破坏。 冥古宙在38亿年前结束，内太阳系不再有大规模撞击事件。 也有研究认为上述阶段的撞击规模要小一个甚至几个数量级。