最初的大氣層沒有氧氣

地球形成以後，由於地球引力，它會把星雲中的氣體吸引在它周圍。

此外，地球剛形成時，很不穩定，加上地殼很薄，以及經常遭受小行星的撞擊，致使地球經常發生火山噴發。

火山除噴出大量岩漿外（它們冷卻後形成火山岩，又成為地殼的一部分），還噴出大量氣體。

久而久之，就使地球上空形成一厚厚的大氣層，其上限可達地表以上5700千米，當然最上面的氣體是很稀薄的，越往下氣體的濃度越大。

而空氣密度最大的，能起空氣對流作用的是離地球地表10千米左右的對流層。

由於空氣經常對流，所以上、下所含的氣體濃度很接近。

原始的大氣層的成分主要是氫氣和甲烷、一氧化碳、二氧化碳，少量為水汽、氮氣、硫化氫和氨等，其中一氧化碳、甲烷和硫化氫都是有毒的，而且最初的大氣層中沒有氧氣，這種大氣環境是不適合動植物生長的，但卻適合一些厭氧細菌和不需氧氣的藍藻類等生長，甚至可以說這種大氣環境恰好適合於地球生命的產生。

所以科學家要培養細胞，創造生命，只能模擬這種大氣環境來進行。

現今地球大氣層的成分與過去完全不同，那麼40億年前的地球大氣層成分是如何確定的呢？

一是根據現今火山噴出的氣體來推斷；

二是根據太陽是由氫氣所組成，說明當時太陽星雲中氫氣是占主導地位的；

三是根據今天行星的大氣成分來確定，如金星大氣層中二氧化碳高達95%、氮氣占3%、水汽1%，氧氣極少；火星的大氣層主要也是二氧化碳，其次是氬氣；木星的大氣層主要為氫和氮，余者為甲烷和氨氣。

而土星的大氣層為氨氣和甲烷。

天王星、海王星大氣層為氫氣和甲烷。

總之，這些星體大氣層中氧氣都是極少極少的，相反多為氫氣、二氧化碳、甲烷、氨氣…… 這應與地球早期的大氣成分相近。

從38億年前發現最古老的化石到距今5.42億年，是地球生命起源與早期演化的歷史階段。

從原核細胞到真核細胞，再到多細胞，從低等藻類到高等藻類，乃至宏體植物和動物的出現，生命經歷了由簡單到複雜的早期發展階段。

特別是有性繁殖的出現極大地促進了生物的分異和進化。

17世紀中葉之前，人們認為最原始的生物為微生物（即細菌），微生物是能自然產生的。

為此，法國微生物學家巴斯德做了3個實驗，他把半瓶肉汁放在曲頸玻璃瓶內，然後把瓶頸拉成「S」形長管，並將肉汁煮沸滅菌，瓶口沒密封，空氣可進去，但微生物相對較重進不去，由於瓶內無微生物故不會變質。

相反，若無「S」形管，含微生物的空氣可入內，瓶內肉湯就會因大量微生物滋生而變質。

這說明了微生物是不會自然產生的，那麼空氣中的微生物又是從哪兒來的呢？

為了揭開這個謎，科學家進行了大量工作和實驗。

20世紀50年代美國科學家米勒，模擬了地球最初的大氣成分，把氫氣、氨（NH3）、甲烷(CH4)和水蒸氣等裝入容器中，加熱至100攝氏度，然後放電轟擊，經過一周連續試驗，結果合成了胺基酸，它是有機物質蛋白質的基礎。

這個實驗表明，自然界的無機物水、氫、甲烷等在閃電或高能粒子流等的作用下是可以合成有機物的。

1924年奧巴林提出了團聚體學說，團聚體是一類多分子體系，它可採用人工合成的多肽、多核苷酸等聚合而成，類似的團聚體在深海海水裡可以找到。

若在團聚體內加入葡萄糖轉化酶和B澱粉酶，在它們作用下，團聚體就會轉變為麥芽糖和澱粉，在適當條件下，還會出現類似繁殖的萌芽現象。

儘管如此，如何進一步發展為最簡單、最原始的生命——細胞，至今仍然未解決。

細胞至少需具備兩個條件：一是它有能自我複製的遺傳系統，從而使得生命能夠一代一代遺傳下去；二是要有細胞膜才使生命結構與外部環境分開，成為一獨立的生命單元。