地球最初出现的单细胞生物以什么为食?它是怎么出现的,又是怎么生存的?

Question

地球最初出现的单细胞生物以什么为食?
它是怎么出现的,又是怎么生存的?

Answer 1

三 早期单细胞生物的进化与地球的演变(一) 早期单细胞生物的进化1. 最早的生活细胞约在38亿年前出现的最早的单细胞生物肯定是厌氧细胞,因为原始大气中没有氧气.它们很可能是异养生物,靠从环境中吸收自然产生的有机分子生存.2. 自养细胞出现
随着原始海洋中自然产生的有机分子的消耗,一些细胞逐渐进化出新的代谢途径,可利用其他能源和无机分子合成所需的有机分子,从而成为自养生物.自养生物包括利用化学能和CO2、H2、H2S等进行有机物质合成的化能自养生物,同时出现的可能还有最早的光能自养生物,它们利用H2S等作为氢源进行光合作用而不是利用H2O作为氢源,因此不产生O2.化石证据表明,上述自养细胞可能出现在约35亿年前.3. 产生氧气的光合自养细胞出现
已发现的可靠的最古老的蓝细菌化石形成于约28亿年前.据此推断能够产生氧气的光合细胞从约30亿年前开始向环境释放氧气.从此生命活动开始对地球演变发生重大影响.4. 耐氧和好氧细胞出现
随着大气中氧含量的提高,一些细胞逐步进化出能够利用氧气的代谢途径即有氧呼吸,而有氧呼吸比无氧呼吸的能量代谢效率高18倍.5. 真核细胞出现
在约15亿年前的岩层中开始出现真核细胞化石.被广泛接受的关于真核细胞起源的学说是内共生假说.
该假说认为一类以吞噬方式为生的原核细胞常发生外膜内陷,以后内陷的膜包被了原来细胞中裸露的DNA,以便保护其遗传物质不受外来物质的破坏,从而逐步形成了原始真核细胞.其后,原始真核细胞内吞入好氧原核细胞并与之形成内共生关系,以便利用它们进行有氧呼吸途径的能量代谢,内共生的好氧细胞最后演变为线粒体.植物细胞中叶绿体亦有相似的起源,通过内吞入蓝细菌之类的光合原核细胞经内共生演变为叶绿体.
现代生物的线粒体和叶绿体都有自己独立的类似原核生物的环状DNA小基因组及基因表达系统,线粒体基因组甚主使用与核基因组略有不同的遗传密码子.这些都是内共生假说的佐证.(二) 地球演变与生物进化
地球演变与生物进化是两个紧密关联和相互影响的过程.原始地球的地质变化导致了生命的起源,生命活动又引起地球环境发生特殊变化,而地球环境的任何变迁都会影响生命进化的历程.
以蓝细菌为主的早期单细胞光合生物在海洋中的长期活动给地球环境带来的最显著的永久变化之一是氧气在大气圈中的累积,大气中氧气的增加反过来又影响生物进化,如有氧呼吸代谢途径的出现等.大气中氧含量增加带来的另一个变化是,阳光使部分氧分子(O2)转变成臭氧分子(O3),进而在大气层上层形成了一个臭氧层,臭氧层可吸收太阳光中的大部分紫外线.有了臭氧层的保护之后,生物才有可能出现在地球表面的各个地方.
单细胞光合生物对地球环境的另一个重大作用是大量利用大气圈中的CO2合成有机碳化合物,进而直接或间接形成碳酸盐(如碳酸钙等),大量沉积进入岩石圈,直接后果之一是大大降低了大气中CO2浓度和大气的温室效应,从而基本抵消了数十亿年来太阳辐射持续地缓慢地增加地表温度的影响.今天我们赖以生存的这样一个低CO2含量、高O2含量并具备一个臭氧保护层的现代大气层,正是地球与生物长期协同进化的结果.（网络资料）