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''The phenomenon we call life defies a simple, one-sentence definition.<ref “Campbell”>{{cite book| last1 = Campbell | first1 = Neil A. |  last2 = Reece | first2 = Jane B.| year = 2005| edition = 7 | title = Biology | location= Sn Feancisco | publisher = Benjamin }}</ref>''

''The phenomenon we call life defies a simple, one-sentence definition.<ref “campbell”="">{{cite book| last1 = Campbell | first1 = Neil A. |  last2 = Reece | first2 = Jane B.| year = 2005| edition = 7 | title = Biology | location= Sn Feancisco | publisher = Benjamin }}</ref>''

''我们称之为生命的现象，不能用简单的一句话去定义。''

''我们称之为生命的现象，不能用简单的一句话去定义。''

''By more or general consensus nowadays, an entity is considered to be "alive" if it has the capacity to carry out three basic functional activities: metabolism, self-repair, and replication.''

''By more or general consensus nowadays, an entity is considered to be "alive" if it has the capacity to carry out three basic functional activities: metabolism, self-repair, and replication.''

''现在越来越多的人或普遍认为，如果一个实体有能力进行三种基本的功能活动：新陈代谢、自我修复，和复制，那么它就被认为是“有生命的”。<ref “Casti”>{{cite book| last1 = Casti | first1 = John L. | year = 1989| title = Paradigms lost. Images of man in the mirror of science | location= New York | publisher = Morrow | bibcode = 1989plim.book.....C }}</ref>''

''现在越来越多的人或普遍认为，如果一个实体有能力进行三种基本的功能活动：新陈代谢、自我修复，和复制，那么它就被认为是“有生命的”。<ref “casti”="">{{cite book| last1 = Casti | first1 = John L. | year = 1989| title = Paradigms lost. Images of man in the mirror of science | location= New York | publisher = Morrow | bibcode = 1989plim.book.....C }}</ref>''

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相比之下，德克·舒尔茨-马库奇 Dirk Schulze-Makuch和路易斯·欧文 Louis Irwin在他们的书中花了整整第一章来讨论这个问题。<ref “Schulze-Makuch”>{{cite book| last1 = Schulze-Makuch | first1 = Dirk | last2 = Irwin | first2 = Louis N. | year = 2018| edition = 3 | title = Life in the Universe. Expectations and Constraints | location= New York | publisher = Springer  }}</ref>

相比之下，德克·舒尔茨-马库奇 Dirk Schulze-Makuch和路易斯·欧文 Louis Irwin在他们的书中花了整整第一章来讨论这个问题。<ref “schulze-makuch”="">{{cite book| last1 = Schulze-Makuch | first1 = Dirk | last2 = Irwin | first2 = Louis N. | year = 2018| edition = 3 | title = Life in the Universe. Expectations and Constraints | location= New York | publisher = Springer  }}</ref>

克拉克 Clark认为，同手性可能始于外太空，因为对默奇森 Murchison陨石上氨基酸的研究表明，L-丙氨酸的出现频率是其D形式的两倍多，L-谷氨酸是其D形式的三倍多。各种手性晶体表面也可以作为手性单体单元可能集中和组装成大分子的场所。<ref>Hazen, Robert M. (2005). Genesis: The Scientific Quest for Life's Origin. Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-09432-0. LCCN 2005012839. OCLC 60321860.</ref><ref name=Meierhenrich>{{cite book|last1=Meierhenrich|first1=Uwe|title=Amino acids and the asymmetry of life caught in the act of formation|date=2008|publisher=Springer|location=Berlin|isbn=978-3540768869|pages=76–79}}</ref>在陨石上发现的化合物表明，生命的手性来源于非生物合成，因为陨石上的氨基酸表现出左手旋偏向，而糖类则主要表现出右手旋偏向，这与在生物体中发现的相同。<ref name=StarStuff>{{cite journal |last=Mullen |first=Leslie |date=5 September 2005 |title=Building Life from Star-Stuff |url=http://www.astrobio.net/news-exclusive/building-life-from-star-stuff/ |journal=Astrobiology Magazine|accessdate=2015-06-15 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150714084344/http://www.astrobio.net/news-exclusive/building-life-from-star-stuff/ |archivedate=14 July 2015}}</ref>

克拉克 Clark认为，同手性可能始于外太空，因为对默奇森 Murchison陨石上氨基酸的研究表明，L-丙氨酸的出现频率是其D形式的两倍多，L-谷氨酸是其D形式的三倍多。各种手性晶体表面也可以作为手性单体单元可能集中和组装成大分子的场所。<ref>Hazen, Robert M. (2005). Genesis: The Scientific Quest for Life's Origin. Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-09432-0. LCCN 2005012839. OCLC 60321860.</ref><ref name="Meierhenrich">{{cite book|last1=Meierhenrich|first1=Uwe|title=Amino acids and the asymmetry of life caught in the act of formation|date=2008|publisher=Springer|location=Berlin|isbn=978-3540768869|pages=76–79}}</ref>在陨石上发现的化合物表明，生命的手性来源于非生物合成，因为陨石上的氨基酸表现出左手旋偏向，而糖类则主要表现出右手旋偏向，这与在生物体中发现的相同。<ref name=StarStuff>{{cite journal |last=Mullen |first=Leslie |date=5 September 2005 |title=Building Life from Star-Stuff |url=http://www.astrobio.net/news-exclusive/building-life-from-star-stuff/ |journal=Astrobiology Magazine|accessdate=2015-06-15 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150714084344/http://www.astrobio.net/news-exclusive/building-life-from-star-stuff/ |archivedate=14 July 2015}}</ref>

''...是在自然条件下通过缓慢的分子进化过程合成的，然后这些分子组成第一个具有生物秩序特性的分子系统"。{{cite journal|last=Bahadur|first=Krishna|year=1975|title=Photochemical Formation of Self-Sustaining Coacervates|journal=[[Microbiological Research|Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene]]|volume=130|issue=3|pages=211–218|doi=10.1016/S0044-4057(75)80076-1|oclc=641018092|pmid=1242552}}</ref> ''

''...是在自然条件下通过缓慢的分子进化过程合成的，然后这些分子组成第一个具有生物秩序特性的分子系统"。{{cite journal|last=Bahadur|first=Krishna|year=1975|title=Photochemical Formation of Self-Sustaining Coacervates|journal=[[Microbiological Research|Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene]]|volume=130|issue=3|pages=211–218|doi=10.1016/S0044-4057(75)80076-1|oclc=641018092|pmid=1242552}}</ref> ''

 

类似的实验（见下文）表明，像鸟嘌呤和腺嘌呤这样的核酸碱基可以从简单的碳和氮源如氰化氢和氨合成。

类似的实验（见下文）表明，像鸟嘌呤和腺嘌呤这样的核酸碱基可以从简单的碳和氮源如氰化氢和氨合成。

***讨论：我觉得一方面我们要探寻生命起源前化学反应产生生命所需基本原料的可能，另一方面我们还需要知道这些反应发生的几率和量***

***讨论：一方面我们要探寻生命起源前化学反应产生生命所需基本原料的可能，另一方面我们还需要知道这些反应发生的几率和量

甲酰胺在各种陆地矿物质存在下升温时，可产生所有四种核糖核苷酸和其他生物分子。甲酰胺在宇宙中无处不在，由水和氰化氢（HCN）反应生成。作为一种生物的前体，它有几个优点，包括通过水的蒸发而容易浓缩的能力。<ref name="Saladino2012">{{cite journal |last1=Saladino |first1=Raffaele |last2=Crestini |first2=Claudia |last3=Pino |first3=Samanta |last4=Costanzo |first4=Giovanna |last5=Di Mauro |first5=Ernesto |display-authors=3 |date=March 2012 |title=Formamide and the origin of life. |journal=Physics of Life Reviews|volume=9 |issue=1 |pages=84–104 |bibcode=2012PhLRv...9...84S |doi=10.1016/j.plrev.2011.12.002 |pmid=22196896|hdl=2108/85168 |url=https://art.torvergata.it/bitstream/2108/85168/1/PoLRev%202012.pdf }}</ref><ref name="Saladino2012b">{{cite journal |last1=Saladino |first1=Raffaele |last2=Botta |first2=Giorgia |last3=Pino |first3=Samanta |last4=Costanzo |first4=Giovanna |last5=Di Mauro |first5=Ernesto |display-authors=3 |date=July 2012 |title=From the one-carbon amide formamide to RNA all the steps are prebiotically possible |journal=Biochimie |volume=94 |issue=7 |pages=1451–1456 |doi=10.1016/j.biochi.2012.02.018 |pmid=22738728}}</ref>虽然HCN是有毒的，但它只影响需氧生物（真核生物和需氧细菌），它们当时还不存在。它也可以在其他化学过程中发挥作用，比如氨基酸甘氨酸的合成。<ref name="Follmann2009" />

甲酰胺在各种陆地矿物质存在下升温时，可产生所有四种核糖核苷酸和其他生物分子。甲酰胺在宇宙中无处不在，由水和氰化氢（HCN）反应生成。作为一种生物的前体，它有几个优点，包括通过水的蒸发而容易浓缩的能力。<ref name="Saladino2012">{{cite journal |last1=Saladino |first1=Raffaele |last2=Crestini |first2=Claudia |last3=Pino |first3=Samanta |last4=Costanzo |first4=Giovanna |last5=Di Mauro |first5=Ernesto |display-authors=3 |date=March 2012 |title=Formamide and the origin of life. |journal=Physics of Life Reviews|volume=9 |issue=1 |pages=84–104 |bibcode=2012PhLRv...9...84S |doi=10.1016/j.plrev.2011.12.002 |pmid=22196896|hdl=2108/85168 |url=https://art.torvergata.it/bitstream/2108/85168/1/PoLRev%202012.pdf }}</ref><ref name="Saladino2012b">{{cite journal |last1=Saladino |first1=Raffaele |last2=Botta |first2=Giorgia |last3=Pino |first3=Samanta |last4=Costanzo |first4=Giovanna |last5=Di Mauro |first5=Ernesto |display-authors=3 |date=July 2012 |title=From the one-carbon amide formamide to RNA all the steps are prebiotically possible |journal=Biochimie |volume=94 |issue=7 |pages=1451–1456 |doi=10.1016/j.biochi.2012.02.018 |pmid=22738728}}</ref>虽然HCN是有毒的，但它只影响需氧生物（真核生物和需氧细菌），它们当时还不存在。它也可以在其他化学过程中发挥作用，比如氨基酸甘氨酸的合成。<ref name="Follmann2009" />

====在Miller-Urey实验中使用还原性较低的气体t====

====在Miller-Urey实验中使用还原性较低的气体====

在Miller-Urey实验时，科学界的共识是，早期地球有一个还原性大气层，其化合物中氢气相对丰富，而氧气相对贫乏（如CH₄和NH₃，而不是CO₂ 和二氧化氮（NO₂））。然而，目前的科学共识将原始大气层描述为弱还原性或中性<ref name="Cleaves 2008">{{cite journal |last1=Cleaves |first1=H. James |last2=Chalmers |first2=John H. |last3=Lazcano |first3=Antonio |last4=Miller |first4=Stanley L. |last5=Bada |first5=Jeffrey L. |display-authors=3 |date=April 2008 |title=A Reassessment of Prebiotic Organic Synthesis in Neutral Planetary Atmospheres |journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres |volume=38 |issue=2 |pages=105–115 |bibcode=2008OLEB...38..105C |doi=10.1007/s11084-007-9120-3|pmid=18204914}}</ref><ref name="Chyba 2005">{{cite journal |last=Chyba |first=Christopher F. |date=13 May 2005 |title=Rethinking Earth's Early Atmosphere |journal=Science |volume=308 |issue=5724 |pages=962–963 |doi=10.1126/science.1113157 |pmid=15890865}}</ref> （另见氧气灾难）。这样的大气会减少可以产生的氨基酸的数量和种类，尽管在实验条件中加入铁和碳酸盐矿物（被认为存在于早期海洋中）的研究又产生了多种氨基酸。其他科学研究集中在另外两种潜在的还原性环境：外太空和深海热喷口。<ref name="Cleaves 2008" /> 其他科学研究集中在另外两个潜在的减少环境：外层空间和深海热喷口。<ref>Barton, Nicholas H.; Briggs, Derek E.G.; Eisen, Jonathan A.; et al. (2007). Evolution. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-684-9. LCCN 2007010767. OCLC 86090399.</ref><ref>Bada, Jeffrey L.; Lazcano, Antonio (2009). "The Origin of Life". In Ruse, Michael; Travis, Joseph (eds.). Evolution: The First Four Billion Years. Foreword by Edward O. Wilson. Cambridge: Belknap Press of Harvard University Press. ISBN 978-0-674-03175-3. LCCN 2008030270. OCLC 225874308.</ref><ref name="Bada 2003">{{cite journal |last1=Bada |first1=Jeffrey L. |last2=Lazcano |first2=Antonio |date=2 May 2003 |url=http://astrobiology.berkeley.edu/PDFs_articles/Bada_Science2003.pdf |title=Prebiotic Soup – Revisiting the Miller Experiment |journal=Science |volume=300 |issue=5620 |pages=745–746 |doi=10.1126/science.1085145  |pmid=12730584 |accessdate=2015-06-13 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160304222002/http://astrobiology.berkeley.edu/PDFs_articles/Bada_Science2003.pdf |archivedate=4 March 2016}}</ref>

在Miller-Urey实验时，科学界的共识是，早期地球有一个还原性大气层，其化合物中氢气相对丰富，而氧气相对贫乏（如CH₄和NH₃，而不是CO₂ 和二氧化氮（NO₂））。然而，目前的科学共识将原始大气层描述为弱还原性或中性<ref name="Cleaves 2008">{{cite journal |last1=Cleaves |first1=H. James |last2=Chalmers |first2=John H. |last3=Lazcano |first3=Antonio |last4=Miller |first4=Stanley L. |last5=Bada |first5=Jeffrey L. |display-authors=3 |date=April 2008 |title=A Reassessment of Prebiotic Organic Synthesis in Neutral Planetary Atmospheres |journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres |volume=38 |issue=2 |pages=105–115 |bibcode=2008OLEB...38..105C |doi=10.1007/s11084-007-9120-3|pmid=18204914}}</ref><ref name="Chyba 2005">{{cite journal |last=Chyba |first=Christopher F. |date=13 May 2005 |title=Rethinking Earth's Early Atmosphere |journal=Science |volume=308 |issue=5724 |pages=962–963 |doi=10.1126/science.1113157 |pmid=15890865}}</ref> （另见氧气灾难）。这样的大气会减少可以产生的氨基酸的数量和种类，尽管在实验条件中加入铁和碳酸盐矿物（被认为存在于早期海洋中）的研究又产生了丰富多样的氨基酸。<ref name="Cleaves 2008" /> 其他科学研究集中在另外两种潜在的还原性环境：外太空和深海热喷口。<ref>Barton, Nicholas H.; Briggs, Derek E.G.; Eisen, Jonathan A.; et al. (2007). Evolution. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-684-9. LCCN 2007010767. OCLC 86090399.</ref><ref>Bada, Jeffrey L.; Lazcano, Antonio (2009). "The Origin of Life". In Ruse, Michael; Travis, Joseph (eds.). Evolution: The First Four Billion Years. Foreword by Edward O. Wilson. Cambridge: Belknap Press of Harvard University Press. ISBN 978-0-674-03175-3. LCCN 2008030270. OCLC 225874308.</ref><ref name="Bada 2003">{{cite journal |last1=Bada |first1=Jeffrey L. |last2=Lazcano |first2=Antonio |date=2 May 2003 |url=http://astrobiology.berkeley.edu/PDFs_articles/Bada_Science2003.pdf |title=Prebiotic Soup – Revisiting the Miller Experiment |journal=Science |volume=300 |issue=5620 |pages=745–746 |doi=10.1126/science.1085145  |pmid=12730584 |accessdate=2015-06-13 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160304222002/http://astrobiology.berkeley.edu/PDFs_articles/Bada_Science2003.pdf |archivedate=4 March 2016}}</ref>

在由各种不同的两亲化合物的混合物组成的脂质双层膜的假设中，这些两亲化合物在膜上的排列中有大量理论上可能的组合的机会。在所有这些潜在的组合中，膜的一个特定的局部排列将有利于超循环的构成，<ref>{{cite journal |last1=Eigen |first1=Manfred| last2=Schuster |first2=Peter |date=November 1977 |title=The Hypercycle. A Principle of Natural Self-Organization. Part A: Emergence of the Hypercycle |url=http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1977Naturwissenschaften64.pdf |journal=Naturwissenschaften |volume=64 |issue=11 |pages=541–65|bibcode=1977NW.....64..541E |doi=10.1007/bf00450633 |pmid=593400 |accessdate=2015-06-13 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160303194728/http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1977Naturwissenschaften64.pdf |archivedate=3 March 2016}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Eigen |first1=Manfred |last2=Schuster |first2=Peter |date=July 1978 |title=The Hypercycle. A Principle of Natural Self-Organization. Part C: The Realistic Hypercycle |url=http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1978Naturwissenschaften65b.pdf |journal=Naturwissenschaften |volume=65 |issue=7 |pages=341–369 |bibcode=1978NW.....65..341E |doi=10.1007/bf00439699 |accessdate=2015-06-13 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160616180402/http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1978Naturwissenschaften65b.pdf |archivedate=16 June 2016}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Markovitch |first1=Omer |last2=Lancet |first2=Doron |date=Summer 2012 |title=Excess Mutual Catalysis Is Required for Effective Evolvability |journal=Artificial Life |volume=18 |issue=3 |pages=243–266 |doi=10.1162/artl_a_00064|pmid=22662913}}</ref> 实际上是由两个相互的催化剂组成的正反馈，由一个膜位点和一个被困在囊泡中的特定化合物代表。这样的位点/化合物对可以传递给子囊泡，从而导致不同的囊泡谱系的出现，这将允许达尔文的自然选择。<ref>{{cite journal |last=Tessera |first=Marc |year=2011 |title=Origin of Evolution ''versus'' Origin of Life: A Shift of Paradigm |journal=International Journal of Molecular Sciences |volume=12 |issue=6 |pages=3445–3458 |doi=10.3390/ijms12063445 |pmc=3131571 |pmid=21747687}} Special Issue: "Origin of Life 2011"</ref>

在由各种不同的两亲化合物的混合物组成的脂质双层膜的假设中，这些两亲化合物在膜上的排列中有大量理论上可能的组合的机会。在所有这些潜在的组合中，膜的一个特定的局部排列将有利于超循环的构成，<ref>{{cite journal |last1=Eigen |first1=Manfred| last2=Schuster |first2=Peter |date=November 1977 |title=The Hypercycle. A Principle of Natural Self-Organization. Part A: Emergence of the Hypercycle |url=http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1977Naturwissenschaften64.pdf |journal=Naturwissenschaften |volume=64 |issue=11 |pages=541–65|bibcode=1977NW.....64..541E |doi=10.1007/bf00450633 |pmid=593400 |accessdate=2015-06-13 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160303194728/http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1977Naturwissenschaften64.pdf |archivedate=3 March 2016}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Eigen |first1=Manfred |last2=Schuster |first2=Peter |date=July 1978 |title=The Hypercycle. A Principle of Natural Self-Organization. Part C: The Realistic Hypercycle |url=http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1978Naturwissenschaften65b.pdf |journal=Naturwissenschaften |volume=65 |issue=7 |pages=341–369 |bibcode=1978NW.....65..341E |doi=10.1007/bf00439699 |accessdate=2015-06-13 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160616180402/http://jaguar.biologie.hu-berlin.de/~wolfram/pages/seminar_theoretische_biologie_2007/literatur/schaber/Eigen1978Naturwissenschaften65b.pdf |archivedate=16 June 2016}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Markovitch |first1=Omer |last2=Lancet |first2=Doron |date=Summer 2012 |title=Excess Mutual Catalysis Is Required for Effective Evolvability |journal=Artificial Life |volume=18 |issue=3 |pages=243–266 |doi=10.1162/artl_a_00064|pmid=22662913}}</ref> 实际上是由两个相互的催化剂组成的正反馈，由一个膜位点和一个被困在囊泡中的特定化合物代表。这样的位点/化合物对可以传递给子囊泡，从而导致不同的囊泡谱系的出现，这将允许达尔文的自然选择。<ref>{{cite journal |last=Tessera |first=Marc |year=2011 |title=Origin of Evolution ''versus'' Origin of Life: A Shift of Paradigm |journal=International Journal of Molecular Sciences |volume=12 |issue=6 |pages=3445–3458 |doi=10.3390/ijms12063445 |pmc=3131571 |pmid=21747687}} Special Issue: "Origin of Life 2011"</ref>

***讨论：这样的膜位点和化合物对，如何保证遗传性？***

***讨论：这样的膜位点和化合物对，如何保证遗传性？

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自组装囊泡是原始细胞的必要组成部分。<ref name="Chen 2010" />热力学第二定律要求宇宙向熵增加的方向运动，然但生命以其组织程度高而著称。因此，需要一个边界来将生命过程与非生命物质分开。<ref name="SciAm 2007">{{cite journal |last=Shapiro |first=Robert|date=June 2007 |title=A Simpler Origin for Life |url=http://www.scientificamerican.com/article/a-simpler-origin-for-life/ |journal=Scientific American |volume=296 |issue=6 |pages=46–53 |doi=10.1038/scientificamerican0607-46 |pmid=17663224 |accessdate=2015-06-15 |bibcode=2007SciAm.296f..46S |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150614000643/http://www.scientificamerican.com/article/a-simpler-origin-for-life/ |archivedate=14 June 2015}}</ref>研究人员艾琳·陈 Irene Chen和绍斯塔克 Szostak等人认为，基本原细胞的简单物理化学特性可以引起基本的细胞行为，包括原始形式的差异繁殖竞争和能量储存。膜与包裹物之间的这种合作相互作用可以大大简化从简单复制分子到真正细胞的过渡。<ref name="Chen 2006" /> 此外，对膜分子的竞争将有利于稳定的膜，这表明交联脂肪酸甚至今天的磷脂的进化具有选择性优势。 <ref name="Chen 2006" /> 这种微胶囊将允许膜内的新陈代谢，小分子的交换，但防止大物质穿过膜。<ref>Chang, Thomas Ming Swi (2007). Artificial Cells: Biotechnology, Nanomedicine, Regenerative Medicine, Blood Substitutes, Bioencapsulation, and Cell/Stem Cell Therapy. Regenerative Medicine, Artificial Cells and Nanomedicine. 1. Hackensack, NJ: World Scientific. ISBN 978-981-270-576-1. LCCN 2007013738. OCLC 173522612.</ref> 胶囊化的主要优势包括胶囊内所含货物的溶解度增加，以及以电化学梯度的形式储存能量。讨论***为什么胶囊内的货物的溶解度会增加呢？***

自组装囊泡是原始细胞的必要组成部分。<ref name="Chen 2010" />热力学第二定律要求宇宙向熵增加的方向运动，然但生命以其组织程度高而著称。因此，需要一个边界来将生命过程与非生命物质分开。<ref name="SciAm 2007">{{cite journal |last=Shapiro |first=Robert|date=June 2007 |title=A Simpler Origin for Life |url=http://www.scientificamerican.com/article/a-simpler-origin-for-life/ |journal=Scientific American |volume=296 |issue=6 |pages=46–53 |doi=10.1038/scientificamerican0607-46 |pmid=17663224 |accessdate=2015-06-15 |bibcode=2007SciAm.296f..46S |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150614000643/http://www.scientificamerican.com/article/a-simpler-origin-for-life/ |archivedate=14 June 2015}}</ref>研究人员艾琳·陈 Irene Chen和绍斯塔克 Szostak等人认为，基本原细胞的简单物理化学特性可以引起基本的细胞行为，包括原始形式的差异繁殖竞争和能量储存。膜与包裹物之间的这种合作相互作用可以大大简化从简单复制分子到真正细胞的过渡。<ref name="Chen 2006" /> 此外，对膜分子的竞争将有利于稳定的膜，这表明交联脂肪酸甚至今天的磷脂的进化具有选择性优势。 <ref name="Chen 2006" /> 这种微胶囊将允许膜内的新陈代谢，小分子的交换，但防止大物质穿过膜。<ref>Chang, Thomas Ming Swi (2007). Artificial Cells: Biotechnology, Nanomedicine, Regenerative Medicine, Blood Substitutes, Bioencapsulation, and Cell/Stem Cell Therapy. Regenerative Medicine, Artificial Cells and Nanomedicine. 1. Hackensack, NJ: World Scientific. ISBN 978-981-270-576-1. LCCN 2007013738. OCLC 173522612.</ref> 胶囊化的主要优势包括胶囊内所含货物的溶解度增加，以及以电化学梯度的形式储存能量。

 

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*** 讨论：为什么胶囊内的货物的溶解度会增加呢？

科林-加西亚 Colín-García“等人”（2016）讨论了热液喷口作为原始环境的优势和劣势。<ref name=":1"/> 他们提到，这种系统中的放能反应可能是促进化学反应的一种自由能来源，此外，它们的矿物学多样性很高，这意味着重要的化学梯度的诱导，从而有利于电子供体和受体之间的相互作用。Colín-García等(2016)还总结了一组被提议用于测试热液喷口在前生物合成中的作用的实验。<ref name=":1"/>

 

科林-加西亚 Colín-García等人（2016）讨论了热液喷口作为原始环境的优势和劣势。<ref name=":1"/> 他们提到，这种系统中的放能反应可能是促进化学反应的一种自由能来源，此外，它们的矿物学多样性很高，这意味着重要的化学梯度的诱导，从而有利于电子供体和受体之间的相互作用。Colín-García等(2016)还总结了一组被提议用于测试热液喷口在前生物合成中的作用的实验。<ref name=":1"/>

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***讨论：给我们一堆原子，我们会创造出什么呢？可是生命不是为了简单地耗散更多能量，相反，生物具有经济性***

***讨论：给我们一堆原子，我们会创造出什么呢？可是生命不是为了简单地耗散更多能量，相反，生物具有经济性

有可能在生命诞生之初就使用了另一种代谢通路。例如，"开放的"乙酰-辅酶A通路（当今公认的自然界中五种二氧化碳固定方式中的另一种）而不是还原性柠檬酸循环，会符合金属硫化物表面的自组织的想法。该通路的关键酶--一氧化碳脱氢酶/乙酰-辅酶A合成酶，在其反应中心藏有镍-铁-硫混合簇，并在一个步骤中催化形成乙酰-辅酶A（类似乙酰-硫醇）。然而，越来越多的人担心，在热力学和动力学上，生命起源以前的硫醇化和硫酯化合物不利于在假定的生命起源以前的条件（如，热液喷口）中积累。<ref>{{cite journal|last1=Chandru|first1=Kuhan|last2=Gilbert|first2=Alexis|last3=Butch|first3=Christopher|last4=Aono|first4=Masashi|last5=Cleaves|first5=Henderson James II|title=The Abiotic Chemistry of Thiolated Acetate Derivatives and the Origin of Life|journal=Scientific Reports|date=21 July 2016|volume=6|issue=29883|pages=29883|doi=10.1038/srep29883|pmid=27443234|pmc=4956751|bibcode=2016NatSR...629883C}}</ref>然而也有人提出，半胱氨酸和同型半胱氨酸可能已经与施特克反应 Stecker reaction产生的腈类反应，容易形成起催化作用的富硫醇的多肽。<ref>{{Cite journal|last1=Vallee|first1=Yannick|last2=Shalayel|first2=Ibrahim|last3=Ly|first3=Kieu-Dung|last4=Rao|first4=K. V. Raghavendra|last5=Paëpe|first5=Gael De|last6=Märker|first6=Katharina|last7=Milet|first7=Anne|date=2017-11-08|title=At the very beginning of life on Earth: the thiol-rich peptide (TRP) world hypothesis|url=http://www.ijdb.ehu.es/web/paper/170028yv/at-the-very-beginning-of-life-on-earth-the-thiol-rich-peptide-trp-world-hypothesis|journal=International Journal of Developmental Biology|volume=61|issue=8–9|pages=471–478|doi=10.1387/ijdb.170028yv|pmid=29139533|doi-access=free}}</ref>

有可能在生命诞生之初就使用了另一种代谢通路。例如，"开放的"乙酰-辅酶A通路（当今公认的自然界中五种二氧化碳固定方式中的另一种）而不是还原性柠檬酸循环，会符合金属硫化物表面的自组织的想法。该通路的关键酶--一氧化碳脱氢酶/乙酰-辅酶A合成酶，在其反应中心藏有镍-铁-硫混合簇，并在一个步骤中催化形成乙酰-辅酶A（类似乙酰-硫醇）。然而，越来越多的人担心，在热力学和动力学上，生命起源以前的硫醇化和硫酯化合物不利于在假定的生命起源以前的条件（如，热液喷口）中积累。<ref>{{cite journal|last1=Chandru|first1=Kuhan|last2=Gilbert|first2=Alexis|last3=Butch|first3=Christopher|last4=Aono|first4=Masashi|last5=Cleaves|first5=Henderson James II|title=The Abiotic Chemistry of Thiolated Acetate Derivatives and the Origin of Life|journal=Scientific Reports|date=21 July 2016|volume=6|issue=29883|pages=29883|doi=10.1038/srep29883|pmid=27443234|pmc=4956751|bibcode=2016NatSR...629883C}}</ref>然而也有人提出，半胱氨酸和同型半胱氨酸可能已经与施特克反应 Stecker reaction产生的腈类反应，容易形成起催化作用的富硫醇的多肽。<ref>{{Cite journal|last1=Vallee|first1=Yannick|last2=Shalayel|first2=Ibrahim|last3=Ly|first3=Kieu-Dung|last4=Rao|first4=K. V. Raghavendra|last5=Paëpe|first5=Gael De|last6=Märker|first6=Katharina|last7=Milet|first7=Anne|date=2017-11-08|title=At the very beginning of life on Earth: the thiol-rich peptide (TRP) world hypothesis|url=http://www.ijdb.ehu.es/web/paper/170028yv/at-the-very-beginning-of-life-on-earth-the-thiol-rich-peptide-trp-world-hypothesis|journal=International Journal of Developmental Biology|volume=61|issue=8–9|pages=471–478|doi=10.1387/ijdb.170028yv|pmid=29139533|doi-access=free}}</ref>

*** thiol-reach 应为thiol-rich，poplypeptodes应为polypeptides***

*** 讨论：thiol-reach 应为thiol-rich，poplypeptodes应为polypeptides

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===耗散结构中的有机颜料===

===耗散结构中的有机色素===

在他的 "生命起源和进化的热力学耗散理论 Thermodynamic Dissipation Theory of the Origin and Evolution of Life "中，<ref>{{cite journal |bibcode=2011ESD.....2...37M |title= Thermodynamic Origin of Life |journal=Earth System Dynamics |volume=0907 |issue=2011 |pages=37–51 |last1=Michaelian |first1=K |year=2009 |arxiv=0907.0042 |doi=10.5194/esd-2-37-2011 }}</ref><ref name="Michaelian, K. 2011">{{cite journal |doi=10.5194/esd-2-37-2011 |title= Thermodynamic dissipation theory for the origin of life |journal=Earth System Dynamics |volume=2 |issue=1 |pages=37–51 |year=2011 |last1= Michaelian |first1=K |bibcode=2011ESD.....2...37M |arxiv=0907.0042}}</ref><ref name="Michaelian, K. 2017">{{cite journal |doi= 10.1016/j.heliyon.2017.e00424 |pmid=29062973 |pmc=5647473 |title=Microscopic dissipative structuring and proliferation at the origin of life |journal=Heliyon |volume=3 |issue=10 |pages=e00424 |year=2017 |last1=Michaelian |first1=Karo }}</ref>卡洛·米迦勒安 Karo Michaelian将Boltzmann的洞见和Prigogine的工作用于关于生命起源的最终结果。该理论假设生命起源和进化的标志是有机颜料的微观耗散结构及其在整个地球表面的扩散。现今的生命通过将紫外线和可见光子通过水中的有机颜料耗散成热能，增强了地球在太阳环境中的熵产生。这种热量就会催化大量的二次耗散过程，如水循环、洋流和风流、飓风等。<ref name="Michaelian, K. 2011"/><ref name="HESS Opinions 'Biological catalysis"/> Michaelian认为，如果说今天生命的热力学功能是通过有机颜料中光子耗散产生熵，那么这可能是它在一开始就具有的功能。事实证明，RNA和DNA在水溶液中时，都是230-290nm波长（UV-C）区域内紫外线的极强吸收者和极快耗散者，这是太阳光谱中可能穿透生命起源以前大气层的一部分。<ref>Sagan, C. (1973) Ultraviolet Selection Pressure on the Earliest Organisms, J. Theor. Biol., 39, 195–200.</ref> 事实上，不仅是RNA和DNA，许多生命的基本分子（生命所有三个域共同的分子）也是在UV-C中吸收的色素，其中许多也与RNA和DNA有化学亲和力。<ref>{{cite journal |doi=10.5194/bg-12-4913-2015 |title=Fundamental molecules of life are pigments which arose and co-evolved as a response to the thermodynamic imperative of dissipating the prevailing solar spectrum |journal=Biogeosciences |volume=12 |issue=16 |pages=4913–4937 |year=2015 |last1=Michaelian |first1=K |last2=Simeonov |first2=A |bibcode=2015BGeo...12.4913M |arxiv=1405.4059v2 }}</ref> 因此，核酸可能通过提供一个超快的耗散通道，充当了UV-C光子激发的天线色素供体分子的受体分子。Michaelian用非线性不可逆热力学的形式体系表明，在太古宙，如果这些色素作为催化剂来增强太阳光子的耗散，那么这些色素的生命起源前UV-C光化学合成和扩散在整个地球表面就会存在一种热力学上的必然性。<ref>{{cite journal |doi=10.1088/1742-6596/475/1/012010 |title=A non-linear irreversible thermodynamic perspective on organic pigment proliferation and biological evolution |journal= Journal of Physics: Conference Series |volume=475 |issue=1 |pages=012010 |year=2013 |last1=Michaelian |first1=K |bibcode= 2013JPhCS.475a2010M |arxiv=1307.5924  }}</ref> 到了太古宙末期，随着生命诱导的臭氧使地球上层大气中的UV-C光耗散，要想出现一种不依赖已有的复杂代谢通路的全新生命将变得越来越不可能，因为现在到达地球表面的光子中的自由能已经不足以直接破坏和重造共价键。然而，有人认为，由于影响大气层的地球物理事件造成的紫外线辐射的地表通量的这种变化，可能是在现有代谢通路的基础上促进生命复杂性发展的原因，例如在寒武纪生命大爆发期间。<ref>{{cite journal | last1 = Doglioni | first1 = C. | last2 = Pignatti | first2 = J. | last3 = Coleman | first3 = M. | year = 2016 | title = Why did life develop on the surface of the Earth in the Cambrian? | journal = Geoscience Frontiers | volume = 7 | issue = 6| pages = 865–873 | doi=10.1016/j.gsf.2016.02.001| url = https://iris.uniroma1.it/bitstream/11573/925124/1/Doglioni_Why_2016.pdf }}</ref>

在他的 "生命起源和进化的热力学耗散理论 Thermodynamic Dissipation Theory of the Origin and Evolution of Life "中，<ref>{{cite journal |bibcode=2011ESD.....2...37M |title= Thermodynamic Origin of Life |journal=Earth System Dynamics |volume=0907 |issue=2011 |pages=37–51 |last1=Michaelian |first1=K |year=2009 |arxiv=0907.0042 |doi=10.5194/esd-2-37-2011 }}</ref><ref name="Michaelian, K. 2011">{{cite journal |doi=10.5194/esd-2-37-2011 |title= Thermodynamic dissipation theory for the origin of life |journal=Earth System Dynamics |volume=2 |issue=1 |pages=37–51 |year=2011 |last1= Michaelian |first1=K |bibcode=2011ESD.....2...37M |arxiv=0907.0042}}</ref><ref name="Michaelian, K. 2017">{{cite journal |doi= 10.1016/j.heliyon.2017.e00424 |pmid=29062973 |pmc=5647473 |title=Microscopic dissipative structuring and proliferation at the origin of life |journal=Heliyon |volume=3 |issue=10 |pages=e00424 |year=2017 |last1=Michaelian |first1=Karo }}</ref>卡洛·米迦勒安 Karo Michaelian将Boltzmann的洞见和Prigogine的工作用于关于生命起源的最终结果。该理论假设生命起源和进化的标志是有机色素的微观耗散结构及其在整个地球表面的扩散。现今的生命通过将紫外线和可见光子通过水中的有机色素耗散成热能，增强了地球在太阳环境中的熵产生。这种热量就会催化大量的二次耗散过程，如水循环、洋流和风流、飓风等。<ref name="Michaelian, K. 2011"/><ref name="HESS Opinions 'Biological catalysis"/> Michaelian认为，如果说今天生命的热力学功能是通过有机色素中光子耗散产生熵，那么这可能是它在一开始就具有的功能。事实证明，RNA和DNA在水溶液中时，都是230-290nm波长（UV-C）区域内紫外线的极强吸收者和极快耗散者，这是太阳光谱中可能穿透生命起源以前大气层的一部分。<ref>Sagan, C. (1973) Ultraviolet Selection Pressure on the Earliest Organisms, J. Theor. Biol., 39, 195–200.</ref> 事实上，不仅是RNA和DNA，许多生命的基本分子（生命所有三个域共同的分子）也是在UV-C中吸收的色素，其中许多也与RNA和DNA有化学亲和力。<ref>{{cite journal |doi=10.5194/bg-12-4913-2015 |title=Fundamental molecules of life are pigments which arose and co-evolved as a response to the thermodynamic imperative of dissipating the prevailing solar spectrum |journal=Biogeosciences |volume=12 |issue=16 |pages=4913–4937 |year=2015 |last1=Michaelian |first1=K |last2=Simeonov |first2=A |bibcode=2015BGeo...12.4913M |arxiv=1405.4059v2 }}</ref> 因此，核酸可能通过提供一个超快的耗散通道，充当了UV-C光子激发的天线色素供体分子的受体分子。Michaelian用非线性不可逆热力学的形式体系表明，在太古宙，如果这些色素作为催化剂来增强太阳光子的耗散，那么这些色素的生命起源前UV-C光化学合成和扩散在整个地球表面就会存在一种热力学上的必然性。<ref>{{cite journal |doi=10.1088/1742-6596/475/1/012010 |title=A non-linear irreversible thermodynamic perspective on organic pigment proliferation and biological evolution |journal= Journal of Physics: Conference Series |volume=475 |issue=1 |pages=012010 |year=2013 |last1=Michaelian |first1=K |bibcode= 2013JPhCS.475a2010M |arxiv=1307.5924  }}</ref> 到了太古宙末期，随着生命诱导的臭氧使地球上层大气中的UV-C光耗散，要想出现一种不依赖已有的复杂代谢通路的全新生命将变得越来越不可能，因为现在到达地球表面的光子中的自由能已经不足以直接破坏和重造共价键。然而，有人认为，由于影响大气层的地球物理事件造成的紫外线辐射的地表通量的这种变化，可能是在现有代谢通路的基础上促进生命复杂性发展的原因，例如在寒武纪生命大爆发期间。<ref>{{cite journal | last1 = Doglioni | first1 = C. | last2 = Pignatti | first2 = J. | last3 = Coleman | first3 = M. | year = 2016 | title = Why did life develop on the surface of the Earth in the Cambrian? | journal = Geoscience Frontiers | volume = 7 | issue = 6| pages = 865–873 | doi=10.1016/j.gsf.2016.02.001| url = https://iris.uniroma1.it/bitstream/11573/925124/1/Doglioni_Why_2016.pdf }}</ref>

***讨论：应该做一张图，标注这些理论试图解释的生命起源的时间段，以及瞄准的方面，看看理论之间是否自洽，如何互相联系，以及各自缺乏哪些方面的思考***

***讨论：应该做一张图，标注这些理论试图解释的生命起源的时间段，以及关注准的方面，看看理论之间是否自洽，如何互相联系，以及各自缺乏哪些方面的思考

Oparin-Haldane猜想解决的是核酸聚合物和双螺旋的形成，而不是解离。然而，核酸是不寻常的，因为在没有反离子（低盐）中和对立的磷酸基团上的高电荷时，核酸双螺旋会解离成单链。<ref name="ReferenceB">{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2003.10.018|title = Fast tidal cycling and the origin of life|year = 2004|last1 = Lathe|first1 = Richard|journal = Icarus|volume = 168|issue = 1|pages = 18–22|bibcode = 2004Icar..168...18L}}</ref>早期的潮汐，在近月的驱动下，可能产生了快速的稀释（高潮、低盐）和浓缩（低潮、高盐时干涸）循环，通过被称为潮汐链式反应（TCR）的过程，<ref>{{Cite journal |doi = 10.1017/S1473550405002314|title = Tidal chain reaction and the origin of replicating biopolymers|year = 2005|last1 = Lathe|first1 = Richard|journal = International Journal of Astrobiology|volume = 4|issue = 1|pages = 19–31|bibcode = 2005IJAsB...4...19L}}</ref>专门促进核酸<ref name="ReferenceB"/>的复制。 这一理论受到了批评，理由是早期的潮汐可能并不那么快，<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2005.04.022|title = Comment on the paper "Fast tidal cycling and the origin of life" by Richard Lathe|year = 2006|last1 = Varga|first1 = P.|last2 = Rybicki|first2 = K.|last3 = Denis|first3 = C.|journal = Icarus|volume = 180|issue = 1|pages = 274–276|bibcode = 2006Icar..180..274V}}</ref>尽管从目前数值的回归需要在二十亿年左右的地月毗邻***，但没有证据表明这一点，而且早期的潮汐可能大约是每7个小时一次。<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2005.08.019|title = Early tides: Response to Varga et al|year = 2006|last1 = Lathe|first1 = R.|journal = Icarus|volume = 180|issue = 1|pages = 277–280|bibcode = 2006Icar..180..277L}}</ref> 另一种批评认为，直到陆地演化的晚期，只有2-3%的地壳可能暴露在海面上。<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/j.epsl.2008.08.029| title=A case for late-Archaean continental emergence from thermal evolution models and hypsometry| year=2008| last1=Flament| first1=Nicolas| last2=Coltice| first2=Nicolas| last3=Rey| first3=Patrice F.| journal=Earth and Planetary Science Letters| volume=275| issue=3–4| pages=326–336| bibcode=2008E&PSL.275..326F}}</ref>

Oparin-Haldane猜想解决的是核酸聚合物和双螺旋的形成，而不是解离。然而，核酸是不寻常的，因为在没有反离子（低盐）中和对立的磷酸基团上的高电荷时，核酸双螺旋会解离成单链。<ref name="ReferenceB">{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2003.10.018|title = Fast tidal cycling and the origin of life|year = 2004|last1 = Lathe|first1 = Richard|journal = Icarus|volume = 168|issue = 1|pages = 18–22|bibcode = 2004Icar..168...18L}}</ref>早期的潮汐，在近月的驱动下，可能产生了快速的稀释（高潮、低盐）和浓缩（低潮、高盐时干涸）循环，通过被称为潮汐链式反应（TCR）的过程，<ref>{{Cite journal |doi = 10.1017/S1473550405002314|title = Tidal chain reaction and the origin of replicating biopolymers|year = 2005|last1 = Lathe|first1 = Richard|journal = International Journal of Astrobiology|volume = 4|issue = 1|pages = 19–31|bibcode = 2005IJAsB...4...19L}}</ref>专门促进核酸<ref name="ReferenceB"/>的复制。 这一理论受到了批评，理由是早期的潮汐可能并不那么快，<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2005.04.022|title = Comment on the paper "Fast tidal cycling and the origin of life" by Richard Lathe|year = 2006|last1 = Varga|first1 = P.|last2 = Rybicki|first2 = K.|last3 = Denis|first3 = C.|journal = Icarus|volume = 180|issue = 1|pages = 274–276|bibcode = 2006Icar..180..274V}}</ref>尽管从目前数值的回归需要在二十亿年左右的地月毗邻（Earth–Moon juxtaposition），但没有证据表明这一点，而且早期的潮汐可能大约是每7个小时一次。<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.icarus.2005.08.019|title = Early tides: Response to Varga et al|year = 2006|last1 = Lathe|first1 = R.|journal = Icarus|volume = 180|issue = 1|pages = 277–280|bibcode = 2006Icar..180..277L}}</ref> 另一种批评认为，直到陆地演化的晚期，只有2-3%的地壳可能暴露在海面上。<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/j.epsl.2008.08.029| title=A case for late-Archaean continental emergence from thermal evolution models and hypsometry| year=2008| last1=Flament| first1=Nicolas| last2=Coltice| first2=Nicolas| last3=Rey| first3=Patrice F.| journal=Earth and Planetary Science Letters| volume=275| issue=3–4| pages=326–336| bibcode=2008E&PSL.275..326F}}</ref>

在深海喷口， TCR （潮汐链式反应）理论与热联合/解离相比，在力学上具有优势，因为潮汐链式反应要求链的组装（模板驱动的聚合）发生在干涸阶段，即前体最集中的时候，而热循环则需要聚合发生在冷阶段，即链的组装速度最低，前体可能更稀薄的时候。

在深海喷口， TCR （潮汐链式反应）理论与热联合/解离相比，在力学上具有优势，因为潮汐链式反应要求链的组装（模板驱动的聚合）发生在干涸阶段，即前体最集中的时候，而热循环则需要聚合发生在冷阶段，即链的组装速度最低，前体可能更稀薄的时候。

***讨论：可见，其实不同假说只是从不同角度考虑“生命的本质是xxx”这一问题***

***讨论：可见，其实不同假说只是从不同角度考虑“生命的本质是xxx”这一问题？

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嘧啶核糖核苷及其各自的核苷酸已经通过一连串的反应，绕过游离的糖类，利用含氮或含氧的化学反应，一步步地组装起来，进行了生物起源以前的合成。Sutherland已经证明了由小的2和3个碳片段如羟乙醛、甘油醛或甘油醛-3-磷酸、氰胺和氰基乙炔构建胞嘧啶和尿嘧啶核糖核苷酸的高产路线。该序列中的一个步骤允许分离出对映纯的核糖氨基噁唑啉，如果甘油醛的对映体过量为大于或等于60％。<ref>{{cite journal |last1=Anastasi |first1=Carole |last2=Crowe |first2=Michael A. |last3=Powner |first3=Matthew W. |last4=Sutherland |first4=John D. |date=18 September 2006 |title=Direct Assembly of Nucleoside Precursors from Two- and Three-Carbon Units |journal=Angewandte Chemie International Edition |volume=45 |issue=37 |pages=6176–6179 |doi=10.1002/anie.200601267|pmid=16917794}}</ref> 这可以看作是一个生物起源以前的纯化步骤，所述化合物自发地从其他戊糖氨基恶唑啉的混合物中结晶出来。然后，核糖氨基恶唑啉可以以温和和高效的方式与氰基乙炔反应，给出α胞嘧啶核糖核苷酸。用紫外光进行光异构化，可以实现关于1'异构中心的倒置，从而给出正确的β立体化学。<ref>{{cite journal |last1=Powner |first1=Matthew W. |last2=Sutherland |first2=John D. |date=13 October 2008 |title=Potentially Prebiotic Synthesis of Pyrimidine β-D-Ribonucleotides by Photoanomerization/Hydrolysis of α-D-Cytidine-2'-Phosphate |journal=ChemBioChem |volume=9 |issue=15 |pages=2386–2387 |doi=10.1002/cbic.200800391 |pmid=18798212 }}</ref>2009年，他们表明，同样的简单构件允许通过磷酸盐控制的核碱基加工，直接获得2',3'-环状嘧啶核苷酸，已知这些核苷酸能够聚合成RNA。这篇文章还强调了嘧啶-2',3'-环状磷酸盐的光致消毒的可能性。<ref name="pmid19444213">{{cite journal |last1=Powner |first1=Matthew W. |last2=Gerland |first2=Béatrice |last3=Sutherland |first3=John D. |date=14 May 2009 |title=Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions |journal=Nature |volume=459 |issue=7244 |pages=239–242 |bibcode=2009Natur.459..239P |doi=10.1038/nature08013  |pmid=19444213 }}</ref>

嘧啶核糖核苷及其各自的核苷酸已经通过一连串的反应，绕过游离的糖类，利用含氮或含氧的化学反应，一步步地组装起来，进行了生物起源以前的合成。Sutherland已经证明了由小的2和3个碳片段如羟乙醛、甘油醛或甘油醛-3-磷酸、氰胺和氰基乙炔构建胞嘧啶和尿嘧啶核糖核苷酸的高产路线。该序列中的一个步骤允许分离出对映纯的核糖氨基噁唑啉，如果甘油醛的对映体过量为大于或等于60％。<ref>{{cite journal |last1=Anastasi |first1=Carole |last2=Crowe |first2=Michael A. |last3=Powner |first3=Matthew W. |last4=Sutherland |first4=John D. |date=18 September 2006 |title=Direct Assembly of Nucleoside Precursors from Two- and Three-Carbon Units |journal=Angewandte Chemie International Edition |volume=45 |issue=37 |pages=6176–6179 |doi=10.1002/anie.200601267|pmid=16917794}}</ref> 这可以看作是一个生物起源以前的纯化步骤，所述化合物自发地从其他戊糖氨基恶唑啉的混合物中结晶出来。然后，核糖氨基恶唑啉可以以温和和高效的方式与氰基乙炔反应，给出α胞嘧啶核糖核苷酸。用紫外光进行光异构化，可以实现关于1'异构中心的倒置，从而给出正确的β立体化学。<ref>{{cite journal |last1=Powner |first1=Matthew W. |last2=Sutherland |first2=John D. |date=13 October 2008 |title=Potentially Prebiotic Synthesis of Pyrimidine β-D-Ribonucleotides by Photoanomerization/Hydrolysis of α-D-Cytidine-2'-Phosphate |journal=ChemBioChem |volume=9 |issue=15 |pages=2386–2387 |doi=10.1002/cbic.200800391 |pmid=18798212 }}</ref>2009年，他们表明，同样的简单构件允许通过磷酸盐控制的核碱基加工，直接获得2',3'-环状嘧啶核苷酸，已知这些核苷酸能够聚合成RNA。这篇文章还强调了嘧啶-2',3'-环状磷酸盐的光致消毒的可能性。<ref name="pmid19444213">{{cite journal |last1=Powner |first1=Matthew W. |last2=Gerland |first2=Béatrice |last3=Sutherland |first3=John D. |date=14 May 2009 |title=Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions |journal=Nature |volume=459 |issue=7244 |pages=239–242 |bibcode=2009Natur.459..239P |doi=10.1038/nature08013  |pmid=19444213 }}</ref>

***评论：不依赖模板链的RNA合成***

***评论：不依赖模板链的RNA合成？

===病毒的起源===

===病毒的起源===

最近有人提出了“病毒优先”假说的证据，这可能支持RNA世界的理论。<ref name="Urbana–Champaign_pr">Yates, Diana (25 September 2015). "Study adds to evidence that viruses are alive" (Press release). Champaign, IL: University of Illinois at Urbana–Champaign. Archived from the original on 19 November 2015. Retrieved 20 October 2015.</ref><ref name="ReferenceA">{{cite journal |doi=10.1089/ast.2018.1851 |title=The Need for Including Virus Detection Methods in Future Mars Missions |journal=Astrobiology |volume=18 |issue=12 |pages=1611–1614 |year=2018 |last1=Janjic |first1=Aleksandar |bibcode=2018AsBio..18.1611J }}</ref>研究病毒起源的困难之一是它们的高突变率；尤其是像HIV这样的RNA逆转录病毒。<ref>{{cite journal |doi=10.1098/rstb.2012.0493 |pmid=23938747 |pmc=3758182 |title=Paleovirology: Inferring viral evolution from host genome sequence data |journal=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=368 |issue=1626 |page=20120493 |year=2013 |last1=Katzourakis |first1=A }}</ref>2015年的一项研究比较了生命树不同分支的蛋白质折叠结构，研究人员可以重建折叠和基因组编码这些折叠的生物体的进化史。他们认为，蛋白质折叠是古代事件的更好标志，因为即使编码那些折叠的序列开始变化，它们的三维结构也能保持不变。<ref name="Urbana–Champaign_pr" />因此，病毒蛋白库保留了古代进化史的痕迹，可以使用先进的生物信息学方法来恢复。那些研究人员认为，“基因组和颗粒大小减少的长期压力最终将病毒细胞缩减成现代病毒（通过细胞组成的完全丧失来识别），同时其他共存的细胞系也多样化成了现代细胞。”<ref>{{cite journal |last1=Arshan |first1=Nasir |last2=Caetano-Anollés |first2=Gustavo |date=25 September 2015 |title=A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution |journal=Science Advances|volume=1 |number=8 |page=e1500527 |doi=10.1126/sciadv.1500527 |pmid=26601271 |pmc=4643759 |bibcode=2015SciA....1E0527N }}</ref> 数据表明，病毒起源于与现代细胞的祖先共存的古细胞。这些古细胞很可能包含分段的RNA基因组。<ref name="Urbana–Champaign_pr" /><ref>{{cite journal |last1=Nasir |first1=Arshan |last2=Naeem |first2=Aisha |last3=Jawad Khan |first3=Muhammad |last4=Lopez-Nicora |first4=Horacio D. |last5=Caetano-Anollés |first5=Gustavo |display-authors=3 |date=December 2011 |title=Annotation of Protein Domains Reveals Remarkable Conservation in the Functional Make up of Proteomes Across Superkingdoms |journal=Genes |volume=2 |issue=4 |pages=869–911 |doi=10.3390/genes2040869 |pmc=3927607 |pmid=24710297}}</ref>

最近有人提出了“病毒优先”假说的证据，这可能支持RNA世界的理论。<ref name="Urbana–Champaign_pr">Yates, Diana (25 September 2015). "Study adds to evidence that viruses are alive" (Press release). Champaign, IL: University of Illinois at Urbana–Champaign. Archived from the original on 19 November 2015. Retrieved 20 October 2015.</ref><ref name="ReferenceA">{{cite journal |doi=10.1089/ast.2018.1851 |title=The Need for Including Virus Detection Methods in Future Mars Missions |journal=Astrobiology |volume=18 |issue=12 |pages=1611–1614 |year=2018 |last1=Janjic |first1=Aleksandar |bibcode=2018AsBio..18.1611J }}</ref>研究病毒起源的困难之一是它们的高突变率；尤其是像HIV这样的RNA逆转录病毒。<ref>{{cite journal |doi=10.1098/rstb.2012.0493 |pmid=23938747 |pmc=3758182 |title=Paleovirology: Inferring viral evolution from host genome sequence data |journal=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=368 |issue=1626 |page=20120493 |year=2013 |last1=Katzourakis |first1=A }}</ref>2015年的一项研究比较了生命树不同分支的蛋白质折叠结构，研究人员可以重建折叠和基因组编码这些折叠的生物体的进化史。他们认为，蛋白质折叠是古代事件的更好标志，因为即使编码那些折叠的序列开始变化，它们的三维结构也能保持不变。<ref name="Urbana–Champaign_pr" />因此，病毒蛋白库保留了古代进化史的痕迹，可以使用先进的生物信息学方法来恢复。那些研究人员认为，“基因组和颗粒大小减少的长期压力最终将病毒细胞缩减成现代病毒（通过细胞组成的完全丧失来识别），同时其他共存的细胞系也多样化成了现代细胞。”<ref>{{cite journal |last1=Arshan |first1=Nasir |last2=Caetano-Anollés |first2=Gustavo |date=25 September 2015 |title=A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution |journal=Science Advances|volume=1 |number=8 |page=e1500527 |doi=10.1126/sciadv.1500527 |pmid=26601271 |pmc=4643759 |bibcode=2015SciA....1E0527N }}</ref> 数据表明，病毒起源于与现代细胞的祖先共存的古细胞。这些古细胞很可能包含分段的RNA基因组。<ref name="Urbana–Champaign_pr" /><ref>{{cite journal |last1=Nasir |first1=Arshan |last2=Naeem |first2=Aisha |last3=Jawad Khan |first3=Muhammad |last4=Lopez-Nicora |first4=Horacio D. |last5=Caetano-Anollés |first5=Gustavo |display-authors=3 |date=December 2011 |title=Annotation of Protein Domains Reveals Remarkable Conservation in the Functional Make up of Proteomes Across Superkingdoms |journal=Genes |volume=2 |issue=4 |pages=869–911 |doi=10.3390/genes2040869 |pmc=3927607 |pmid=24710297}}</ref>

***讨论：那么和病毒最近源的细胞谱系是哪一支呢***

***讨论：那么和病毒最近源的细胞谱系是哪一支呢

一个计算模型（2015）表明，病毒的衣壳可能起源于RNA世界，它们作为复制因子群体之间水平转移的工具，因为如果基因寄生虫的数量增加，这些群体就无法生存，某些基因负责这些结构的形成，而那些基因有利于自复制群体的生存。<ref>{{cite journal | vauthors = Jalasvuori M, Mattila S, Hoikkala V | title = Chasing the Origin of Viruses: Capsid-Forming Genes as a Life-Saving Preadaptation within a Community of Early Replicators | journal = PLOS ONE | volume = 10 | issue = 5 | page = e0126094 | date = 2015 | pmid = 25955384 | pmc = 4425637 | doi = 10.1371/journal.pone.0126094 | bibcode = 2015PLoSO..1026094J }}</ref> 这些祖先基因在细胞生物之间的位移可能有利于进化中新病毒的出现。<ref name=Krupovic2019 >{{cite journal | vauthors = Krupovic M, Dolja VV, Koonin EV| title = Origin of viruses: primordial replicators recruiting capsids from hosts | journal = Nature Reviews. Microbiology | volume = 17 | issue = 7 | pages = 449–458 | date = July 2019 | pmid = 31142823 | doi = 10.1038/s41579-019-0205-6 | url = https://hal-pasteur.archives-ouvertes.fr/pasteur-02557191/file/Krupovic_NRMICRO-19-022_MS_v3_clean.pdf }}</ref>病毒保留了从前生物阶段继承的复制模块，因为它在细胞中是不存在的。<ref name=Krupovic2019/>所以这是病毒可能起源于RNA世界的证据，也可能在进化中通过细胞中的遗传逃逸而多次出现。<ref name=Krupovic2019/>

一个计算模型（2015）表明，病毒的衣壳可能起源于RNA世界，它们作为复制因子群体之间水平转移的工具，因为如果基因寄生虫的数量增加，这些群体就无法生存，某些基因负责这些结构的形成，而那些基因有利于自复制群体的生存。<ref>{{cite journal | vauthors = Jalasvuori M, Mattila S, Hoikkala V | title = Chasing the Origin of Viruses: Capsid-Forming Genes as a Life-Saving Preadaptation within a Community of Early Replicators | journal = PLOS ONE | volume = 10 | issue = 5 | page = e0126094 | date = 2015 | pmid = 25955384 | pmc = 4425637 | doi = 10.1371/journal.pone.0126094 | bibcode = 2015PLoSO..1026094J }}</ref> 这些祖先基因在细胞生物之间的位移可能有利于进化中新病毒的出现。<ref name=Krupovic2019 >{{cite journal | vauthors = Krupovic M, Dolja VV, Koonin EV| title = Origin of viruses: primordial replicators recruiting capsids from hosts | journal = Nature Reviews. Microbiology | volume = 17 | issue = 7 | pages = 449–458 | date = July 2019 | pmid = 31142823 | doi = 10.1038/s41579-019-0205-6 | url = https://hal-pasteur.archives-ouvertes.fr/pasteur-02557191/file/Krupovic_NRMICRO-19-022_MS_v3_clean.pdf }}</ref>病毒保留了从前生物阶段继承的复制模块，因为它在细胞中是不存在的。<ref name=Krupovic2019/>所以这是病毒可能起源于RNA世界的证据，也可能在进化中通过细胞中的遗传逃逸而多次出现。<ref name=Krupovic2019/>

***讨论：阮病毒的出现和某种“位移”或“逃逸”有关吗？这里所谓“从前生物阶段继承的复制模块”是什么呢？***

***讨论：阮病毒的出现和某种“位移”或“逃逸”有关吗？这里所谓“从前生物阶段继承的复制模块”是什么呢？

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已经合成了相对较短的RNA分子，能够进行复制。<ref>{{cite journal |last1=Johnston |first1=Wendy K. |last2=Unrau |first2=Peter J. |last3=Lawrence |first3=Michael S. |last4=Glasner |first4=Margaret E. |last5=Bartel |first5=David P. |display-authors=3 |date=18 May 2001 |title=RNA-Catalyzed RNA Polymerization: Accurate and General RNA-Templated Primer Extension |journal=Science |volume=292 |issue=5520 |pages=1319–1325 |bibcode=2001Sci...292.1319J |doi=10.1126/science.1060786 |pmid=11358999|citeseerx=10.1.1.70.5439}}</ref>这种复制酶RNA，既起密码，又起催化剂的作用，提供了自己的模板，可以在其上进行复制。Szostak已经证明，某些起催化作用的RNA可以将较小的RNA序列连接在一起，从而产生自复制的潜力。如果具备这些条件，Darwin的自然选择就会有利于这种自催化集的增殖，可以在其上添加进一步的功能。<ref>{{cite web |url=http://www.hhmi.org/research/origins-cellular-life |title=The Origins of Function in Biological Nucleic Acids, Proteins, and Membranes |last=Szostak |first=Jack W. |date=5 February 2015 |publisher=Howard Hughes Medical Institute|location=Chevy Chase (CDP), MD |accessdate=2015-06-16 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150714092225/http://www.hhmi.org/research/origins-cellular-life |archivedate=14 July 2015}}</ref> 这种能够自我维持复制的RNA自催化系统已经被发现。<ref>{{cite journal |last1=Lincoln |first1=Tracey A. |last2=Joyce |first2=Gerald F. |date=27 February 2009 |title=Self-Sustained Replication of an RNA Enzyme |journal=Science |volume=323 |issue=5918 |pages=1229–1232 |bibcode=2009Sci...323.1229L |doi=10.1126/science.1167856 |pmc=2652413 |pmid=19131595}}</ref>RNA复制系统包括两个催化彼此的合成的核酶，产物的翻倍时间约为1小时，并且在实验中存在的条件下，受到自然选择的影响。<ref name="Joyce2009" />在进化竞争实验中，这导致了新系统的出现，它们的复制效率更高。<ref name="Robertson2012" /> 这是在分子遗传系统中发生进化适应的第一次证明。<ref name="Joyce2009">{{cite journal |last=Joyce |first=Gerald F. |year=2009 |title=Evolution in an RNA world |journal=Cold Spring Harbor Perspectives in Biology |volume=74 |issue=Evolution: The Molecular Landscape |pages=17–23 |doi=10.1101/sqb.2009.74.004 |pmc=2891321 |pmid=19667013 }}</ref>

已经合成了相对较短的RNA分子，能够进行复制。<ref>{{cite journal |last1=Johnston |first1=Wendy K. |last2=Unrau |first2=Peter J. |last3=Lawrence |first3=Michael S. |last4=Glasner |first4=Margaret E. |last5=Bartel |first5=David P. |display-authors=3 |date=18 May 2001 |title=RNA-Catalyzed RNA Polymerization: Accurate and General RNA-Templated Primer Extension |journal=Science |volume=292 |issue=5520 |pages=1319–1325 |bibcode=2001Sci...292.1319J |doi=10.1126/science.1060786 |pmid=11358999|citeseerx=10.1.1.70.5439}}</ref>这种复制酶RNA，既起密码，又起催化剂的作用，提供了自己的模板，可以在其上进行复制。Szostak已经证明，某些起催化作用的RNA可以将较小的RNA序列连接在一起，从而产生自复制的潜力。如果具备这些条件，Darwin的自然选择就会有利于这种自催化集的增殖，可以在其上添加进一步的功能。<ref>{{cite web |url=http://www.hhmi.org/research/origins-cellular-life |title=The Origins of Function in Biological Nucleic Acids, Proteins, and Membranes |last=Szostak |first=Jack W. |date=5 February 2015 |publisher=Howard Hughes Medical Institute|location=Chevy Chase (CDP), MD |accessdate=2015-06-16 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150714092225/http://www.hhmi.org/research/origins-cellular-life |archivedate=14 July 2015}}</ref> 这种能够自我维持复制的RNA自催化系统已经被发现。<ref>{{cite journal |last1=Lincoln |first1=Tracey A. |last2=Joyce |first2=Gerald F. |date=27 February 2009 |title=Self-Sustained Replication of an RNA Enzyme |journal=Science |volume=323 |issue=5918 |pages=1229–1232 |bibcode=2009Sci...323.1229L |doi=10.1126/science.1167856 |pmc=2652413 |pmid=19131595}}</ref>RNA复制系统包括两个催化彼此的合成的核酶，产物的翻倍时间约为1小时，并且在实验中存在的条件下，受到自然选择的影响。<ref name="Joyce2009" />在进化竞争实验中，这导致了新系统的出现，它们的复制效率更高。<ref name="Robertson2012" /> 这是在分子遗传系统中发生进化适应的第一次证明。<ref name="Joyce2009">{{cite journal |last=Joyce |first=Gerald F. |year=2009 |title=Evolution in an RNA world |journal=Cold Spring Harbor Perspectives in Biology |volume=74 |issue=Evolution: The Molecular Landscape |pages=17–23 |doi=10.1101/sqb.2009.74.004 |pmc=2891321 |pmid=19667013 }}</ref>

***讨论：就算我们最后提出了一种成功的生命起源机制，我们也很难证实地球生命真的是那样起源的***

***讨论：就算我们最后提出了一种成功的生命起源机制，我们也很难证实地球生命真的是那样起源的？