（2）生命的基本特征
科學家將地球上的生命作為參考，探尋生命的本質，總結出幾點生命的基本特征：
1）能與外界進行物質能量交換，進行新陳代謝，包括同化作用（合成代謝）和異化作用（分解代謝）。在這一過程中，生物體通過反饋調節機製來控製內環境的溫度、pH、滲透壓等條件，維持自己的穩態。
2）繁殖與生長發育。在已知的認識中，任何生物都無法永生，繁殖、生長發育使種群得以延續和發展。
3）遺傳和變異。生物體適應環境的特性通過遺傳保留下去，同時通過變異產生新的特性以應對環境的變化或適應新的環境，產生特定的結構和功能，如鳥翅用於飛翔。隻有對環境有適應性，生物才能存活。遺傳和變異把地球上的生物聯係起來，一端是過去，追溯源頭，我們可能有著共同的祖先；另一端是未來，將不斷產生分支，在不同條件下沿著不同的方向延伸。每一個分支點都是由變異或地理隔離（生殖隔離）引起的。
4）應激性與適應性。生物體能隨環境變化的刺激而發生相應反應，並做出主動的反應，使自己趨利避害、趨吉避凶。蒼蠅被腐肉吸引，植物莖尖向光生長，都是應激的表現。動物的神經係統和感覺器官則是應激性高度發展的產物，具有更高級的應激性，如手碰到開水會迅速躲開。這種應激性不僅通過神經係統，還通過激素分泌係統、運動係統、免疫係統等發揮作用。生物體應激性的進一步發展，就產生更複雜的生物行為。
與應激性不同，適應性是通過長期的自然選擇形成的，是生物體對所處生態環境的適應能力。如水母、海鞘等水生生物的軀體近乎透明，能巧妙地隱身於水域中；北極熊白色的皮毛和冰天雪地的背景十分協調；虎、豹、斑馬、長頸鹿身上都有鮮豔的花紋，在光影斑駁的環境裏，其輪廓會變得模糊不清；還有超級善變的章魚，能隨著環境改變自身的體色與形態。這些都是適應性的表現。
對於“什麼是生命”這個問題，到這裏可以有這樣一種概括的回答：具備以上特征的物質存在形式就是生命。
需要注意的是，凡事都有例外。許多生物能保持相當長的時間並不出現生命特征，如古蓮子等會在相當長的時間內並不進行新陳代謝，當條件適宜時其又會出現生機。像騾子不具有繁殖能力，卻是實實在在的生命體！又比如你的電腦就是一個十分敏感的家夥，對外界刺激的反應也是非常明顯的，但它絕對不是生物哦。
1.2.3生命存在的基礎
生物體是由各種化學元素和化合物組成的，其中主要有組成生命的必要物質基礎：蛋白質和核酸。
蛋白質是生命活動的體現者和承擔者。20世紀50年代之前，生命的本質物質是蛋白質的觀點一直占據著統治位置。但是，隨著核酸雙螺旋結構的發現和核酸功能的進一步研究，更多的生物學家開始關注核酸。因為核酸的自我複製的特點和在遺傳信息傳遞方麵的作用，人們把核酸視為生命的分子基礎。對生命的理解，從強調蛋白質所代表的新陳代謝，擴展到了由核酸所代表的遺傳與變異。
生物學家曾一度認為所有的酶都是由蛋白質構成的。核酸的合成需要酶。而蛋白質則是在核酸的指導下合成的，也即蛋白質的合成需要信息，這種信息來自核酸。這樣一來，對於最早的生命物質究竟是核酸還是蛋白質，就發生了爭論。到了20世紀80年代，有人研究發現一種原生生物四膜蟲的核糖體由若幹RNA和多種蛋白質構成，其中有些RNA有催化作用，從此才確定酶並非都是蛋白質。為了區別蛋白質構成的酶，就將RNA構成的酶稱為核酶，現已在多種十分原始的有機體藍細菌項圈藻中發現核酶的存在。2006年美國加利福尼亞州斯克裏普斯研究所的喬斯等在實驗條件下，將離體的核酶拷貝成DNA分子，一開始這些分子並沒有酶的作用，但經若幹代的複製，其中有些DNA分子發生隨機變異，形成脫氧核酶。這是人工創造的進化。當前在自然界中還沒有發現過脫氧核酶，但這一實驗證明RNA可能是一種最早的具有酶作用和能自我複製的信息分子。
目前生化學家公認，地球上最早攜帶信息的分子是RNA短鏈，它們無需蛋白質構成的酶就能自我複製。早在20世紀70年代，愛勤就已成功地進行了RNA複製實驗，並發現無機鋅化物可促進這一反應，可惜他並未確證RNA的催化作用。愛勤實驗後兩年，有人發現一種加工轉運RNA（tRNA）的酶由RNA與蛋白質組成，當時命名為核糖核酸酶P，認為這種酶可以將tRNA分子在特定位點上切開，而一般單純由蛋白質構成的酶沒有這種作用。許多分子生物學家相信，RNA上第一個出現的遺傳密碼很可能是具催化性質的，因此它可以促進周圍物質的諸多化學反應。由此促進多種有機物質的形成，其中重要的是脂質和蛋白質分子的合成，兩者也是生物膜的重要構成成分。由於後者的分子可折疊成形狀各異的構件，所以是構成生物體中各部件的基本物質，並逐漸取代RNA成為最重要的催化物質——酶。
由於RNA有自我複製的特性，不同RNA分子就相互競爭以獲得大單體（核苷酸），這樣自然選擇就保存了那些具有複雜構型且較穩定並能迅速複製的RNA分子，最終由RNA進化為DNA。DNA就像設計製造生命需要的物質的總工程師。
至此，產生了具有生命最基本特征即能自我複製（繁殖的根本）的分子。
有科學家將有生物膜包裹的大分子體係作為生命起源的標誌，但當前多數科學家仍認為，細胞的形成才算得上是生命的開始。
其實生命的產生、進化，本沒有一個明顯的界限。就像一條長河，可以被分段命名、認知，但無法完全割裂。
生命是如此神秘而玄妙，而對生命本質及其曆程的探索，將是一個永恒的命題。
1.3生命的搖籃
1.3.1為生命的出現做準備
很久以前，距今至少150億年前，一個致密熾熱的奇點在一個特定的瞬間，突然發生巨大爆炸。這個區域內的物質就以難以置信的速度開始膨脹，同時溫度開始下降。這就是科學家所說的宇宙大爆炸，它形成了宇宙的初始狀態，時間很短，還不夠我們眨眼睛的。
科學家推測此時的宇宙裏應充滿了各種類型的粒子和它們的反粒子一起組成的氣體，如電子與反電子、誇克與反誇克等。它們在一個能量海中自由地漫遊，就像魚在大海中一樣。這些粒子與反粒子在碰撞中不斷湮滅與創生。當宇宙膨脹到如今天的太陽係大小時，自由誇克就開始被約束到中子和質子內，出現了質量較重的粒子。在宇宙再增大1000倍後，質子和中子又結合成原子核。此時，環境溫度仍然很高，原子核還不能捕獲電子。
宇宙擴大到目前宇宙的1‰之後，中性原子開始聚結成氣體雲。各種原子核與基本粒子在開始組成的原始湯中（後來就成為原子），因萬有引力的作用造成了特別稠密的區域，從而形成各個星係，在星係內部，稠密的氣體雲又產生出大量的恒星。
這些恒星內部溫度仍然很高，核反應還在繼續進行，不僅生成了星體本身的各種元素，而且還形成了分子。也正是恒星生命期間不斷發生的核反應（核聚變），保證了能量在幾十億年間的連續供應，才使生命和智能有時間發育。
恒星在生成各種元素的同時，大量能量被輻射出來，其本身溫度就會降低。這時，一顆像太陽那樣大小的恒星就變冷變成紅巨星，但仍會發光，會再持續幾億年（在宇宙演化史中，這是個不算大的數字），紅巨星會拋出它的一些外層，形成所謂行星狀星雲。這就是行星的來源。行星核內仍可有較高的溫度和壓力，但它輻射出來的能量就幾乎沒有了。行星由於萬有引力的作用繞著原來的恒星轉。行星四周還會有衛星。我們地球存在的太陽係就這樣形成了。
科學家用大爆炸理論解釋了宇宙的形成，撩起了浩瀚宇宙的神秘麵紗。那麼接下來地球是怎樣一步一步形成的呢？
1944年俄羅斯地球物理學家斯米特提出：行星是一步一步地逐漸增大其體積的。宇宙塵團聚在一起成為顆粒，顆粒變成礫石，礫石變成小球，然後變成大球，再變成星子（隕石）。隨著星子越來越大，它們的數目就變少了。星子之間碰撞的機會就減少。能夠用於吸積的東西越來越少。計算表明，一個直徑10千米大小的天體變成地球這樣大小的天體需要經過大約1億年的時間。可見，地球還是很有毅力的喔，是個不知疲倦的家夥。
吸積過程對於地球來說有著顯著的熱效應，這強烈支配著地球演化的熱效果。撞入地球的大物體在地球內部會產生巨大的熱量從而將在那裏的宇宙塵熔化。當地球還年輕時，由火山作用和來自內部的熔岩流所引起的地表加熱還受到巨大星子（這些星子中的一些或許像月球甚至火星那樣大）經常撞擊所產生的熱量的補充。在這一時期，不可能有生命存在。
美國加利福尼亞州帕薩迪納理工學院的克萊爾·帕特森教授於1953年計算了地球和形成地球的許多隕石的年齡為45.5億年。但是，在這之後的1.2億年到1.5億年的時間內，由於星子的轟擊，地球還在不斷地增大。在那時——距今44.4億年到44.1億年——地球開始保留住它的大氣並開始形成地核。
1.3.2大氣層——生命的保障
地球演化的最重要的方麵之一是大氣的形成。地球最早的大氣層是由地球內部釋放出的氣態物質形成的。地球所謂的連續除氣作用的例子就是火山噴發。有研究表明：80%到85％的大氣都是在最初的100萬年間除氣產生的，其餘的大氣是在以後的44億年間緩慢而不斷地釋放出的。
原始大氣成分中最可能具有優勢的是二氧化碳，氮是另一個含量豐富的氣體。原始大氣中還含有微量的甲烷、氨、二氧化硫和鹽酸，但沒有氧。除了含有豐富的水外，原始大氣類似於金星或火星的大氣。這種大氣含有相當多的像氨和甲烷之類的氣體，足以產生有機物質。
隨著地球的演化，大氣中的成分發生很大的變化，即二氧化碳比例下降。二氧化碳從大氣中轉移到地表的像石灰岩之類的碳酸鹽岩石中，盡管目前並不清楚二氧化碳是何時被轉移到岩石中的。
另外，地球的快速除氣從地幔中釋放出大量的水，形成海洋和水文循環。
碳的問題對生物如何影響大氣的成分有著決定性的意義。碳的埋藏對於形成大氣氧富集（某些生命形態發育的前提之一）這一至關重要的因素來說是一個關鍵。在一二十億年期間海洋中的藻類產生出了氧。但是由於氧是高度活性的氣體以及古代海洋中有許多還原礦物（例如很易被氧化的鐵），因此由生物產生的大部分氧在其可能到達大氣圈之前就已被消耗完了，何況在大氣圈中它還可能遇到能與之起反應的一些氣體。
即使一些進化過程在無氧氣時代產生的複雜的生命形態，它們也不會含有氧。此外，隻要它們一離開海洋，未被大氣濾掉的太陽的紫外線也可能會殺死它們。像普雷斯通·克勞德（美國生物地質學家）這樣的研究人員提出：隻有在大約距今20億年的時候，在海水中的大多數還原礦物已被氧化之後，大氣氧才被富集起來。在距今20億年到10億年，大氣氧含量達到了現代水平，從而為進化著的生物提供了一個生態位。
霍蘭教授研究了諸如氧化鐵或氧化鈾之類的某些礦物的穩定性之後，證明了在20億年之前的太古宙大氣中的氧含量是很低的。現今的一致意見是，目前的氧含量20％是光合活動的產物。最新的研究表明，氧的增加是在距今21億年到20.3億年突然開始的並在距今15億年的時候達到了今天的含量。
大氣中氧的存在對於試圖生活在地表附近或地表之上的生物來說還有另一好處，因為它除去了紫外輻射，像天然的保護傘。紫外輻射能使許多分子分解——從脫氧核糖核酸（簡稱DNA）和氧到能影響平流層臭氧損耗的氯氟烴類。紫外輻射能量能將氧分子分解成很不穩定的原子形態O，後者又能結合成氧氣（O2）和一種很特殊的分子O3，即臭氧。臭氧本身又吸收紫外輻射。隻有在大氣中的氧豐富到足以使臭氧形成之後，生命才有可能植根於或立足於陸地上。