海底熱液噴口啟動早期生命 顛覆原始湯起源理論

2020-12-05 搜狐網

研究者通過研究天然溶洞的微觀蜂窩狀熱液噴口的地球化學梯度，確認出形成第一個生命體的能量來源

　　【搜狐科學消息】據國外媒體報導，倫敦大學學院科學家在《生物學論文集》上發表的文章稱，海底熱液噴口的地球化學能量形成了最早的生命有機體。這個研究結果直接挑戰80年來已廣為人們熟知的生命起源「原始湯」理論。

　　科學家J.B.S. 霍爾丹（J.B.S. Haldane）在1929年發表了關於生命起源的「原始湯」理論，他認為甲烷、氨和水在紫外線等能量的作用下，逐漸變成了原始地球海洋中的第一批有機分子。

　　但持懷疑態度者提出，依託「原始湯」理論，不能產生持續的能量來使得反應繼續，生命在沒有能量的情況下是不可能存在的。文章第一作者，進化生物學家威廉·馬丁（William Martin）說：「作為生命起源的主流假說「原始湯理論」存在生物能量和熱力學方面的缺陷，因為依託這個理論，不能產生生命所需要的能量。」

　　倫敦大學學院尼克·巷（Nick lane）博士帶領研究團隊，通過研究天然溶洞的微觀蜂窩狀熱液噴口的地球化學梯度來確認出形成第一個生命體的能量來源。

　　研究團隊利用化學家麥可·J·拉塞爾（ Michael J. Russell）的理論，即在鹼性深海熱液噴口所形成的化學梯度和現在的所有活生命體使用的化學梯度非常相似的理論來開展研究。早期生物利用這些梯度進行了一個稱之為化學滲透的過程，質子梯度用來驅動合成生命體活動能量的直接來源ATP，細胞隨後進化，通過從捐贈者到受體之間進行電子轉移的方式，形成自身的質子梯度。研究者認為，第一個捐贈者為H，第一個受體為CO2。

　　尼克·巷博士說：「教科書上都說生命起源於「有機湯」，有機分子發酵產生第一個細胞，並產生ATP，ATP是生命活動能量的直接來源。我們的研究為生命起源研究提供了新的視野。我們認為生命起源於諸如H2、CO2、N2和H2S等氣體，而形成第一個生命的能量來源於地球深海熱液噴口的化學能。」（尚力）

相關焦點

  • 生命起源於「原始湯」?
    因為原始生命起源於38億年前，地球經歷滄海桑田的變化，能夠提供研究意義的化石基本都風化沉積變質了。    多年來科學家通過不斷的研究，提出了包括「原始湯」起源說、海底熱液起源說、黏土起源說等眾多假說。其中，地球生命起源於海洋一直是科學界的主流看法。
  • 「原始湯」是什麼?它是生命起源的證據嗎?
    理論上講，研究生命起源最好的證據，是地球上40億年前的巖石和化石中所包含的信息。它們雖然保留了原始的模樣，但是我們想要尋找的生命起源信息幾乎也所剩無幾了。 但是，人類從未放棄尋找生命起源的腳步。有科學家想到，在古老的巖石中，或許封存了與世隔絕數十億年之久的水。這些水可能從未接觸過生命。這就是我們一直在尋找的地球上最古老的「原始湯」，而這一次，是人類有史以來最接近目標的一次。
  • 最古老的「原始湯」
    發現「原始湯」　　理論上講，研究生命起源最好的證據，是地球上40億年前的巖石和化石中所包含的信息
  • 地球生命來自何方 這些說法你信哪一種?
    多年來科學家一直在研究關於地球生命的起源，並提出了包括「原始湯」起源說、海底熱液起源說、黏土起源說等在內的眾多假說，其中有一種假說認為組成地球生命的一些簡單有機分子是彗星帶來的。而最近歐洲「羅塞塔」彗星探測器又為這種假說提供了新的支持證據，它發現彗星「丘留莫夫－格拉西緬科」上存在胺基酸等物質，這些物質被認為是生命形成的基石。彗星給地球帶來了生命？
  • 生命起源「原始湯」新佐證 或是深海「黑煙囪」
    1871年，達爾文在一封信裡這樣寫道：「生命最早很可能在一個熱的小的池子裡面。」後來，這個「熱的小池子」被稱做「原始湯」。但是由於當時條件限制，對於「原始湯」的研究一直沒有進展。直到100多年之後的1977年，美國科學家在加拉巴戈斯群島海底找到了它。
  • 生命起源在哪裡?Science 研究告訴你,在海底
    科學家們發現，在海底熱液噴口的位置，周圍有三種金屬化合物，能使氫氣和二氧化碳發生反應，形成對細胞生長至關重要的高能量有機化合物。由此，研究小組認為，高溫高壓的海底熱液噴口處，很可能是地球生命的開始。「新陳代謝先起源」假說認為，早期地球上的化學過程會產生簡單的富含能量的化合物，以此推動了複雜分子的合成，最終為生命和人類進化提供了原料。通常情況下，這一假說會與「複製先起源」假說一同被擺上檯面。
  • 原始湯
    海底熱泉說：該學說是科學家們根據以下研究提出的生命起源假說。首先，在1977 年，美國科學家下潛到深達2500 m的加拉帕格斯裂谷海底時, 發現了海底熱液噴發奇特的現象。之後，科學家們觀察到的在完全缺乏陽光的深海海底熱液噴口周圍環境中棲息著茂盛的、生機勃勃的生態群落。
  • 「毒溫泉」孕育早期生命，這是地外生命探索重要依據
    一些科學家主張稱，地球上的生命是在看似不適宜居住的條件下逐漸形成的，生物在地球上遊蕩之前，像邦帕斯地獄這樣的高溫溫泉可能促進化學反應，使簡單分子連接在一起，從而向複雜生命邁出第一步。然而，其他科學家將地球生命的起點聚焦於海底深處的熱液噴口，在海底熱液噴口處，富含礦物質的熱水從海底裂縫中翻滾而出。
  • ...所有生命都是細菌後代|細胞|生命起源|自然界|有機分子_網易科技
    富含化學物質的滾燙熱水從海底冒出來，通過巖石中的孔洞噴射出來。令人感到驚奇的是，這些「熱液噴口」中竟然生存著許多奇怪的動物，包括巨大的蛤蚌、貽貝、冒貝以及管狀蠕蟲等，此外還有大量細菌。這些生物都依靠熱液噴口中的能量生存。
  • 地球早期生命可能從「毒溫泉」開始 研究有助在太陽系其他星球上尋找生命形式
    一些科學家主張稱，地球上的生命是在看似不適宜居住的條件下逐漸形成的，生物在地球上遊蕩之前，像邦帕斯地獄這樣的高溫溫泉可能促進化學反應，使簡單分子連接在一起，從而向複雜生命邁出第一步。然而，其他科學家將地球生命的起點聚焦於海底深處的熱液噴口，在海底熱液噴口處，富含礦物質的熱水從海底裂縫中翻滾而出。
  • 假說眾多 新研究探索深海中生命起源的秘密—新聞—科學網
    最近，英國《自然》雜誌發表的一項研究成果稱，科學家發現了在至少37.7億年前深海熱液口及其周圍微生物活動的證據，這可能代表著地球上最早期的生命形式。這一發現為生命起源的探索增加了新的認識。 37.7億年前地球海洋已存在生命 深海熱液附近聚集著大量的生物，被科學家認為很可能是地球上最早支持生命活動的環境之一。
  • 北極發現最高溫"海底黑煙囪" 或為生命起源處?
    北極發現最高溫"海底黑煙囪" 或為生命起源處？　　科學家們在七月底以遙控探測設備對此噴口群進行探究，並拍下了海底熱液排出的場景。科研船此行獲取了大量海底影像數據和硫化物、生物採樣，對中洋脊擴張中心的地質、環境和生物多樣性等進行了比較全面的調查。人類之前已在各大洋底部深海位置發現多處類似的「海底黑煙囪」，而這次的新發現座落在其它已知地熱噴口北邊一百九十多公裡處。
  • 海洋熱液噴口數量或是此前估測6倍
    圖片來源：《科學》 本報訊 熱液噴口即噴發熱水氣的地球裂縫
  • 中國科學家在衝繩海槽發現2個活躍海底熱液噴口
    中國科學家在衝繩海槽發現2個活躍海底熱液噴口 　　我國最先進海洋科學考察船「科學」號12日完成首個科考任務返回青島母港，在這個航次中我國科學家在衝繩海槽發現了兩個「黑煙囪」，即活躍的海底熱液噴口。
  • 科學家們地球上生命起源於海底火山口(圖)
    海底熱泉鳳凰科技訊北京時間2014年3月21日消息，英國每日郵報報導，近日科學家們表示地球上的生命或可能起源於海底的火山口。然而，地球上的生命起源於海底熱液噴口等理論得到了更多科學家的支持，這一理論認為生命產生於無機質，例如在氣體和礦物質裡發現的化合物。凱博士表示：「在生物學生命出現之前，我們可以說早期地球擁有『地質生命』。將涉及無生命的巖石和礦物質的地質學認為是有生命的似乎非常罕見，那麼究竟什麼是生命？」「針對這個問題很多人無法給出滿意的答案。
  • 深海熱液生物,你還藏著什麼秘密?
    直到1977年美國科學家搭載「阿爾文」號深潛器在太平洋加拉帕戈斯海底首次發現活動的熱液噴口和豐富的熱液生物群。此後，深海熱液新物種不斷被發現，這裡的微生物以一種之前不為人熟知的方式獲得能量，太陽對它們並不重要。 　　這裡被看作是研究生命起源和演化的極佳場所。30多年來，人類對這一特殊環境下生物的研究從未間斷，我國科學家也在這一領域取得一些進展。
  • 我科學家在熱液體系中發現超臨界二氧化碳 為生命起源提供新啟示
    【科技前沿】　　光明日報青島5月10日電（記者劉豔傑、朱楠）近日，《科學通報》（Science Bulletin）發表的封面文章《熱液體系中發現超臨界二氧化碳》，介紹了中國科學院海洋研究所閻軍和孫衛東課題組合作，首次在熱液系統觀測到自然狀態下超臨界二氧化碳流體的噴發
  • 關於生命起源,這4項著名研究你應該了解
    隨後，科學家在相似的條件中創造了一系列有機分子，這些實驗確鑿地表明，早期地球一定富含著生命的基本分子。這類實驗成功建立起了一種範式，將生命的起源追溯到這樣一種「原始湯」中，仿佛就是達爾文筆下的那個「溫暖的小池塘」。
  • 探索:來自宇宙的化學物質,可能曾經激活了地球上生命起源!
    達爾文的生命起源和演化沒有人確切知道生命到底是如何起源的，或者這個神奇的事件到底發生在什麼地方。為了弄清楚生命的起源，科學家們試著猜測細胞和基因的由來。由於這兩者的結構都是非常複雜的，因此它們的形成幾乎不可能是出於偶然。它們可能是從更簡單的構造一步一步發展而來的。經過很長一段時間和隨機的化學反應，可能就構建起生命所需的基本材料。
  • 地球生命誕生之謎:所有生命都是細菌後代
    富含化學物質的滾燙熱水從海底冒出來，通過巖石中的孔洞噴射出來。令人感到驚奇的是，這些「熱液噴口」中竟然生存著許多奇怪的動物，包括巨大的蛤蚌、貽貝、冒貝以及管狀蠕蟲等，此外還有大量細菌。這些生物都依靠熱液噴口中的能量生存。