當把探索的目光投放到更為寥廓的太空時，人類被震撼了：宇宙如此浩瀚，地球就像是螻蟻。當人類懷著謙卑忐忑之心張望周圍的星球時，人類又一次被震撼了：人類“目及”之處，隻有地球上鷹擊長空，魚翔淺底，萬類霜天競自由。地球是如此獨特美麗，充滿著生機！
1.1豐富多彩的生物世界
1.1.1生命中的另類美麗與腐臭同在
大王花，亦稱大花草、腐屍花。花朵巨大，直徑最大可達1.4米，是世界第一大花。它沒有葉、莖、根，不能進行光合作用，屬寄生植物，靠吸取別的植物的營養來維持生長。它一生隻開一朵花，色彩豔麗，可花期很短，隻有4天。更令人詫異的是，花開時，你聞到的不是香味，而是一種奇特的腐屍的臭味，它竟以此吸引逐臭的昆蟲來為它傳粉做媒。大王花因這幾大奇特之處在萬花叢中引人注目。
偉岸和渺小並存。植物界的“巨人”應該是生長在澳大利亞草原上的一種樹木——杏仁桉，它們平均身高超過100米，最高一株竟達156米；它們筆直向上，高聳入雲，以其他生物難以達到的高度而令人仰視！而與之相對的植物中的“小不點”——無根萍，以其微小帶花的軀體（比芝麻還小），獲得了“最小的開花植物”的稱號。藍鯨可謂動物界中的巨無霸，主要以磷蝦為食，通常呈藍灰色，一般體長22～33米，體重150～180噸，從肚皮到頭頂高約4米，一條舌頭就有2～4噸。即使是藍鯨幼崽也比成年象重。它們分布於從南極到北極之間的各大海洋中，尤以接近南極的海洋中數量較多。而在原生動物中有一種代號為H39的單細胞動物，最大直徑長0.3微米，估計1000萬億個放在一起，才會有1克重。
“永恒”與短暫輝映。地球上最為長壽的生命體應該是海草。葡萄牙埃爾加夫大學的科學家們在西班牙福門特拉島附近的海域中發現一片綿延9英裏（約為14.5千米）的波斯多尼亞海草群，科學家們對這片海草群進行基因測試，結果發現它們可能已經存在了20萬年。在非洲的撒哈拉大沙漠裏，生活著世界上最短命的種子植物——短命菊，幹旱的沙漠中，短命菊的種子一經雨水滋潤，就馬上發芽、生根、生長、開花、結果、死亡，短短的三四個星期，就走完了“一生”。而在動物界亦是如此。英國科學家對大西洋北部冰島海底的一種圓蛤類軟體動物“明”進行了研究，據其貝殼上的紋理推斷它現在的年齡已有400多歲，從而成為世界上最長壽的動物。還有一些動物的生命是如此短暫，甚至朝生暮死。最原始的有翅昆蟲蜉蝣是目前已知的壽命最短的昆蟲，主要分布在熱帶至溫帶的廣大地區。它體長通常為3～27毫米，身體細長柔軟，稚蟲（幼蟲）水生，成蟲不取食，壽命很短，大多僅一天而已。
1.1.2溫柔的“殺手”
植物也會捕食昆蟲？在我們心裏，植物通過光合作用獲取能量，不僅自給自足，還具有奉獻精神。怎麼可能捕蟲吃肉呢？可在高山濕地或低地沼澤中生活著這樣一類食肉植物，它們能夠引誘、捕捉、消化昆蟲等小動物，並吸收營養。這個植物種群比較稀有，目前已發現10科，約21屬、600多種。例如捕蠅草，葉片似貝殼，邊緣生有刺毛，當有小蟲不知危險、誤入禁地時，它便敏捷地用貝殼似的葉片夾住小蟲，繼而消化吸收，以補充身體的能量。
植物也能殺人，這不是危言聳聽。我國雲南南部、廣西和海南島以及東南亞有一種高達30米的大樹叫“見血封喉”，又名箭毒木，名字就已充分揭示了它的毒性。它的汁液含有劇毒，如果濺至眼裏，眼睛馬上會失明；如果接觸人畜傷口，能致人畜心髒麻痹，血液凝固，窒息而亡。此樹也被稱為“死亡之樹”。
海洋裏最溫柔的殺手是澳大利亞箱形水母，形似箱子，有60條約3米長的觸須，每條觸須上布滿了儲存毒液的刺細胞。人一旦被其觸須刺中，幾分鍾之內就會死亡，且無藥可救。一個箱形水母體內存儲的毒液足以殺死50個成年人。
1.1.3突破生命的極限
生命並不僅存於宜居地。總有一些生命在人類想象不到的地方堅持著。
它們在酷寒荒涼的極地求生存。英國和美國的微生物學家曾發現在地球的南北兩極生存著大量的藻青菌等細菌群落。極地終年冰雪覆蓋，幹燥嚴寒，風力強勁，紫外線照射較強，環境條件極為惡劣。而在美國阿拉斯加、俄勒岡州，英國，哥倫比亞和靠近極地的終年積雪的冰川區，活躍著一種像黑線一樣的小蟲子——冰蟲，它能夠在堅硬的冰層中行動自如，擁有罕見的耐寒體質。
相信嗎，還有一種煮不熟的蝦！英國科學家在加勒比海海底（深度大約為5000米）的一條裂縫中，發現一條沸騰的火山泉，其噴口附近存活數千隻新種蝦。不可思議的是，這裏的溫度可能超過450℃。新種蝦超級耐熱，膚色蒼白，成群聚集，背部長有光敏器官，能幫助它們在光線暗淡的深海火山噴口地區移動。
有這樣一些生物生活在生命似乎不可企及的高度。在喜馬拉雅山脈的加梅德山海拔6400米處，發現一種花，可謂是地球上站得最高的花了；有一種魚——條鰍魚類，生活在我國青藏高原海拔5000～5200米處，打破了美國生物學家提出的魚類分布臨界線海拔4800米的紀錄，是地球現生魚類中分布海拔最高的魚類；犛牛被稱作高原之舟，能夠生活在喜馬拉雅山脈和青藏高原海拔3000～5000米的高寒地區，是生長在海拔最高處的哺乳動物。
令人詫異的深度！海洋深處約700米以下，就漆黑一片，壓力巨大。位於西太平洋馬裏亞納群島東南側的馬裏亞納海溝，深度大約11034米，在這似乎不可能有生命存在的地方，除了細菌等低等生物，還有一種叫“安康”的盲魚快樂地活著。
我們知道，生命離不開水，生物的所有細胞都需要水作為化學反應的媒介，以保持細胞膜的完整。一般情況下，人如果不喝水，3天就會死，但據記載，曾有駱駝17天不飲水仍活了下來，駱駝可能是大多數人知道的最耐旱的動物了。但你可知道，澳大利亞有一種沙漠蛙，它們有高超的儲水本領，能長期潛伏在沙漠地下，甚至超過7年而依然存活。更有一種生長在岩石縫裏的植物——卷柏，被製成標本幾年後，一旦接觸水，仍能煥發生命的活力。
超級無敵的“小小強”。水熊或稱水熊蟲，是對緩步動物門生物的俗稱，你必須借助顯微鏡才能看清它的麵貌，它體形細小，體長0.05～1.4毫米，通體透明，足跡幾乎遍布全球。一旦生存環境惡化，身體便縮成圓桶狀自動脫水（隱生狀態），蟄伏忍耐。它的忍耐度讓人難以置信！德國佛萊堡大學的拉姆曾把水熊蟲分別放在150℃和零下200℃（接近絕對溫度）的環境中，再置於常溫下，給予水分，它竟奇跡般地複活。5700戈瑞強度的放射線，原子彈的輻射殺不死它；600兆帕的壓力，最深的馬裏亞納海溝水壓的6倍也壓不扁它。請記住它，具有超強生命力的生物——水熊蟲。
1.2探尋生命之本
1.2.1生命起源的猜想
生命是如何出現的？地球上最早的生命從哪裏來？一代又一代人為此而糾結、探尋，希望能做出科學合理的詮釋。
當科學還不夠發達的時候，人們試圖利用想象去解釋，人們編織了神話——中世紀歐洲的神創論，認為世界萬物是上帝用六天時間創造出來的；在中國，人們曾經認為是盤古開天辟地，女媧摶土造人。神話傳說瑰麗奇幻，但經不起檢驗，體現了古代人民對生命起源的一種樸素思考。
相信肉腐出蟲、魚枯生蠹的自然發生論在19世紀前流行，但1860年，法國微生物學家巴斯德通過一個簡單但令人信服的曲頸燒瓶實驗否定了這一理論。
我們知道年輕的地球不斷遭受隕石、小行星的撞擊，難道地球上最初的生物來自別的星球？19世紀末，瑞典化學家阿列紐斯在《宇宙的形成》中提出了“宇宙來源說”，認為地球上最初的生物來自別的星球或宇宙胚種，它們可以通過光壓、隕石或其他運載工具而到達地球。
然而，我們都知道，宇宙空間的物理條件，如紫外線等各種高能射線以及溫度等條件對生命都是致死的，而且，即使有這些生命，在它們隨著隕石穿越大氣層到達地球的過程中，也會因溫度太高而被殺死。因此，像微生物孢子這一水平的生命形態看來是不大可能從天外飛來的。但是，一些學者認為，地球上最早的生命或構成生命的有機物，完全有可能來自於其他星球、彗星或星際塵埃。該假說得到了現代一係列太空探索和隕石分析的有力支持。
1963年以來，科學家們發現太陽係其他無生命的行星上都有碳氫化合物及其衍生物的存在，由碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）構成的星際分子共150種，其中80％是有機化合物。此外，研究人員也發現木星的大氣層成分和假定的地球原始大氣成分是一致的。1970年，福克斯研究組在月球樣品中檢出了形態和地球上發現的微玻璃隕石幾乎一樣的物質，在它的提取物中，科學家們已確定了許多有機化合物是各種碳氫化合物、氧化物、氮化物、硫化物及鹵化物等。2008年科學家從1969年墜落在澳大利亞的默奇森隕石中發現了來自外太空的基因物質（尿嘧啶和黃嘌呤）和多種氨基酸分子，這一新發現暗示包括人類在內的許多地球物種很可能來自外星物種。
因此學術界有觀點認為生命或是由彗星帶來的。學者們認為在45億年前，受過幾萬顆彗星和隕石撞擊的無大氣層的原始地球的溫度高達數千攝氏度，首批地球實體結構剛剛開始形成。大約1億年之後，地球溫度才降下來，並把彗星帶來的水積蓄起來。大概又過了幾億年時間，地球環境變得適宜生命產生了。“彗星論”的理論家們推斷說，當初的一切都是星球發生的偶然事件即碰撞帶來的結果，同地球碰撞的一顆彗星帶來了生命的“胚種”，這顆彗星帶著這種“胚種”穿過整個宇宙，將其留在了剛剛誕生的地球上，通過緩慢的化學反應演變成最古老的生命物質。著名科學家胡安·奧羅認為“造成化學反應並導致生命產生的有機物毫無疑問是與地球碰撞的彗星帶來的”。
但是，現代科學研究表明，在已發現的星球上，自然狀況下是沒有保存生命的條件的，因為沒有氧氣，溫度接近絕對零度，又充滿具有強大殺傷力的紫外線、X射線和宇宙射線等，因此任何“生命胚體”是不可能保存的。這個假說實際上把生命起源的問題推到了無邊無際的宇宙中去了，同時這個假說對於“宇宙中的生命又是怎樣起源”的問題，仍是無法回答的。
目前，能較科學合理地解釋生命的起源的應屬“化學進化論”，這一被廣大學者普遍接受的生命起源假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其複雜的化學過程，一步一步演變而成的。
1.2.2生命本質的追問
首先，我們麵臨一個難題，什麼是生命？我們如何界定生命的存在呢？
（1）生命定義的探索
生命的種類繁多，形態各異，我們根據常識與直覺判斷生物體的生和死似乎很容易辦到，但要對生命下一個科學的嚴格的定義十分困難。首先，在不同的時代，不同的科學家對生命的本質有不同的解釋。其次，我們要去邂逅的，是距今幾十億年的原始生命，它們不可能具備現代生命定義的全部特征。那麼，重新探索一下生命的定義，就很有必要了。
其實人類從未停止過對生命探尋的腳步。在中國古時，先哲們就認為生命是一股氣，所謂“吾養吾浩然之氣”，即人們認為生命就體現在“氣”中，生命的終結就意味著“氣”的消失湮滅。
類似的，在歐洲，也盛行著一種“生機論”的觀點。他們認為生命的本質是一種特殊的“生機、活力”。其實東西方的觀點本質是極其相似的，因為科學技術的限製，人們對生命的認識還不足以把生命的現象解釋得非常清楚，就把生命歸於玄而又玄、捉摸不到的所謂生機中。
當然，這樣的回答不能讓科學家們停下繼續追尋的腳步。得益於近代解剖學的發展，“機械論”誕生了。它把生命看成一件精密而複雜的機器，各部件的完美協作使生命存續下去。笛卡兒就曾說過：“動物是架機器。”
還有人從自己的專業素養、從不同角度提出了對生命的非傳統描述。物理學家薛定諤提出過一種熵理論：一個生命有機體在不斷地增加他的熵並趨於接近最大值的熵的危險狀態，那就是死亡；要擺脫死亡，也就是說要活著，唯一的方法就是從環境裏不斷地汲取負熵，更準確地說，新陳代謝的本質，乃是使有機物體成功地消除了他自身活著的時候不得不產生的全部熵。簡單地說，任何物體都要從有序自發的變為無序的狀態，無序狀態即是死亡，故延長自身的生命就要求減少熵值。而在日常活動中，分解作用使熵增大，合成作用使熵減小。而合成與分解的總和即是新陳代謝。所以生命過程中，正常的生命同時在構建和破壞自身的結構，達到熵值的平衡狀態。