地球上的生命究竟起源於何時?又是在哪裡開始繁衍的呢?

2021-01-09 騰訊網

幾十億年前，在年輕的地球上簡單的有機化合物形成了複雜的化合物，進而可以發育和繁衍。它們是地球上出現的第一批生命，從那時起這些生命逐漸進化出今天棲息在地球上的數十億個物種。以今天的標準而言，那時的地球環境幾乎不適宜任何生物的生存。地球上布滿了活火山，空氣條件極其惡劣。那麼，生物是何時出現的呢？

要想弄清生命的起源，就必須明白所有生命形式所必須的基本生存條件。它們是一些生命必不可少的元素和化合物，包括氫、甲烷、氮、二氧化碳、磷酸鹽以及氨。為了混合這些物質，並使之發生化學反應，我們需要一種液體溶劑：水。為了進行發育繁衍，所有生命都需要能量源。生命形式分為兩大類：一類為自養生物，例如植物，它們能自行產生能量，另一類為異養生物，例如動物，它們通過消耗其他生物產生能量。

當然，地球上出現的第一個生物沒有其他生物可以消耗，它必定是自養生物，依靠太陽能或化學梯度產生能量。那麼，哪裡符合這樣的標準呢？陸地和海洋表面有利於接受陽光。然而在生命初始期，過強的紫外線輻射將威脅到生命的存活。有一種場景，既能保護生命不受紫外線傷害又能提供替換的能量源：那就是遍布於海床上的海底熱泉。

海底熱泉是由海水滲透進地殼表面產生的裂痕中與滾燙的巖漿混合後以極高的溫度噴湧而出產生的，並帶出豐富的礦物質和簡單化合物。在海底熱泉陡峭的化學梯度中聚集著大量的能量。另一個證據也指向海底熱泉：即，最近普適共同祖先，簡稱 LUCA。這並非初始生命形式，而是人類能追溯到的生命最早形態。我們不知道它長什麼樣——也沒人見過化石，更不存在活著的生物——實際上，科學家們從現存的三種生命形式的所有物種中找到了共存的基因。也就是說，如果這些基因存在於所有物種和生命形式之中，那麼它們必然繼承於一個共同的祖先。從這些基因可以得知，最後共同祖先生存在高溫無氧的環境中，並從化學梯度中獲取能量——海底熱泉正好符合。海底熱泉擁有兩種形態：黑煙囪和白煙囪。

黑煙囪釋放出富含二氧化碳的酸性液體，溫度可高達幾百攝氏度並含有大量的硫、鐵、銅等生命必須的金屬元素。但科學家們認為黑煙囪溫度過高，不利於 LUCA 存活——所以他們更傾向於白煙囪。而在所有白煙囪之中，其位於大西洋素有「失落之城」之稱的一處海底熱泉呼聲最高。這裡的海水呈強鹼性，二氧化碳含量很低，但甲烷含量很高，溫度也更適合生存。附近的黑煙囪可能貢獻了必要的二氧化碳，使生命得以萌發並演化，所有的元素匯集後，世界上第一個生物誕生了，並演變成如今地球上無與倫比的生物多樣性。如果喜歡小編的內容，可以點讚評論轉發呦，您的評價就是我的動力。（版權申明：圖片均來自於網絡，如有侵權，請聯繫刪除）

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