#古老地球解說#
地球上的生命究竟是如何起源的?這個問題科學家一直都想弄清楚。
讓我們想像一下45億年前的畫面,那個時期被稱為冥古宙,當時地球表面沒有整塊的陸地,主要被海水覆蓋,偶爾有零星的小塊巖石露出海面。海底隱藏著無數活躍的火山口,它們噴發出來的熔巖被海水冷卻成巖石,所以海面上不會看到大片的熔巖。海水看起來並不像現在這麼清澈,溫度比現在更高,酸性也更強,水中富含鐵元素。當時的空氣中沒有氧氣,主要由氮氣和二氧化碳組成。
然而這樣嚴苛的環境並沒有阻礙生命的萌發,在海底深處,悄然發生著一些妙不可言的事情。火山噴發使一些溫度較高的化學物質從海底浮出水面,促使海水中的氫元素與空氣中的二氧化碳發生反應,產生了一些結構簡單的有機分子。這些有機分子進一步結合,產生結構越來越複雜的大分子。大分子分工合作,形成了最早的細胞膜,以及攜帶遺傳信息的物質,它們組裝成了第一批活細胞,具備了生長、分裂和進化的能力。總之,主流的觀點認為,地球上最初的水就像一鍋渾濁的湯,在某種特殊條件下發生了化學反應,從而產生了組成生命的複雜分子。
但是,關於這些化學反應是在哪裡發生的這個問題,一直眾說紛紜,常見的理論包括溫泉池塘、冰原,甚至來自太空等等。學者們為了支持自己的觀點,往往需要在實驗室裡模擬原始地球的條件,開展實驗來驗證是否能產生生命所必須的複雜分子。
近年來,許多學者傾向於認為最早的生命誕生於海底深處的溫泉。不過,海底溫泉這個觀點一直都缺乏確鑿的實驗證據。主要的問題是,產生細胞膜的化學反應不喜歡海水當中的鹽分,所以很多人不同意生命起源於海洋的觀點。
近日,倫敦大學遺傳學專家Sean Jordan等人在學術期刊《自然-生態與進化》上發表了研究結果,證實在類似原始海洋的條件下,在海底火山口附近的溫泉,可以形成簡單的細胞膜,而且所形成的原始細胞必須在有海底溫泉的條件下才能生存下去。
結語
Sean Jordan等人的研究證實了海底火山溫泉是原始生命產生和延續的充分條件,為生命起源於海洋這個觀點提供了有力的支持。科學家正帶著我們一步步接近生命起源的答案。
這項研究結果還可以幫助正在尋找外星生命的科學家們,或許在其它星球上,可以找到與地球原始海底火山溫泉類似的環境,那裡或許也在孕育著原始的生命。
參考資料:Sean Jordan, Origins of life: new evidence first cells could have formed at the bottom of the ocean, The Conversation 2019.