生命只能产生于生命,那么生命是怎么从无机的世界中起源的呢? - 海洋地质学家研究

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生命只能产生于生命是完全错误的想象。无机世界所能提供给生命的动力也是往往令人意想不到的。

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海洋里的混乱宴会——生命的起点

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无论如何,我们毕竟还是知道地球上何时出现有据可查的生命。最古老的生物化石来自于 35 亿到 40 亿年前。这一资料来自单细胞生物的发现——最早生物的形貌被印在了岩石上。然而这些发现却不能告诉我们生命发展的起点。要确定这样的起点,我们需要一把标尺——其刻度是我们自己后加的,事实上却不存在这样的标尺。况且,远古的生命很有可能经历过多次独立的发展过程,或许有几百万次。

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在进化女神发明细胞膜之前,人们无法记录这样的过程。因此我们只能在黑暗中摸索,那是真正的黑暗,因为深海就是一片黑暗。深海环境使得复杂分子的结合能够更早发生,因此,生命物质的诞生很有可能发生在深海之中。

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生命是联姻的产物。如果弱小的分子结构总是一直老死不相往来,就很难发生化学反应,而 40 亿年前的地球环境也并不适合这样的联姻。当时,海洋包裹着整个世界,海水深度平均达到 10 公里。在这样的海洋中,碳和氢刚刚坠入了爱河,下一个小行星就已呼啸而至,棒打鸳鸯罗密欧和朱丽叶惨遭拆散,只得各自飘零。

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那时的地球是一个蒸笼,不断有新的东西被扔进来。熔岩等热流令海水沸腾不止,可怕的闪电撕裂大气层,爱情在这样的环境中毫无容身之处。

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深层海洋区的环境也不尽如人意,在汹涌滚烫的熔岩的压力下,海洋地壳分离、漂移。熔岩冷却后,形成多孔的枕状结构。水渗入地底后又邂逅了滚烫的岩浆,被煮沸后再次喷发出来,像高达 400℃ 的沸腾喷泉一样从刚刚成形的海底喷发出来。这些水将炙热的地底下所有的气体和矿物质都带了出来,如氢、硫化氢、氨等。在自由的水流中,这些物质和熔化的金属——铁、铜、锌、镍——发生了化学反应,形成了硫化金属链

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这一过程导致了两个结果:一方面,喷发出来的水被染成了黑色。海洋地质学家已经多次研究过这样的喷口,并借助强光灯将其拍摄了下来。在录像上,我们的确能看见一股沸腾的混浊液体强劲地喷涌不止。另一方面,喷涌到一定高度后,这些黑色的混合物又落回了海底,沉淀在一起,围绕喷口形成了一个烟囱。随着时间的流逝,这些烟囱的高度达到了五十多米。这些喷口被称为「培养基烟囱」或「黑烟囱」②。

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即使在未来,深海地区也无法贯彻禁烟活动。水流不断上升回落,循环不止。今天这些烟囱周围有很多寄生物活动着,然而在冥古代,那里还没有产生任何会爬行或游泳的生物。

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还没有。因为这些烟囱的外侧边缘沉积着很多硫化铁的细微气泡。

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生命就在这些气泡中!

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当时,周围海水的温度约在 20℃ 到 30℃ 之间。气泡中狭窄空间的温度高达 l00℃ ,充满各种化学物质,全是滚烫海水喷发时带出来的。就像所有拥挤的空间一样,这些物质开始聊天进而产生好感,而小气泡防止了大海再次棒打鸳鸯,它们终于交上了朋友。

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化学联姻发生并维持下来了。气泡中充满了能量,这样的环境更有利于分子的结合。氢和碳这对苦命情人终于结为连理,于是,以碳元素为基础的结合发生了,这是生命产生的决定性条件。

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进化女神这位勤劳的员工投入了工作。她从硫、氧、氢和碳中创造了活跃的醋酸,而醋酸又激发了柠檬酸的循环。这一循环或许是一切新陈代谢循环中最关键的一环,因为正是它促成了生命基本元素的产生。氮和醋酸又带来了氨基酸。到了这一步,在生物课上没打瞌睡的人应该会精神一振了。氨基酸?这个我知道,是的,生命的基本元素开始成形了。氨基酸结合在一起,构成了缩氨酸,而缩氨酸又组合成了长链的蛋白质。

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啊,蛋白质!难道这就是生命了吗?

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很难说。但它们肯定是有机结合物。其中有很多碳水化合物,生命的一切条件都具备了。

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