@ 2019.02.28 , 08:03

美科学家在实验室重现深海生命起源的环境

40多亿年前,当地球冷却下来还处在动荡的地质活动时,一束奇怪的生命火花闪耀而生。我们不知道这朵生命之花是怎么来的,只知道大概是发生在当时的深海环境,深的远离太阳光的水下照射范围。

现在,NASA的天体生物学家重新在实验室中重现了当时可能引发生命的深海环境,以便于我们理解当时最初的生命是如何诞生的。并可以以此为基础来探寻地外世界的生命。关于生命起源的一个重要环境特征——海底裂缝,地球内部的能量通过这种裂缝以岩浆等热液的方式喷射到深海海底。

早期地球与现在地球的环境区别之一在于,早期地球无法给地表创造一个安全的生命诞生环境,因为地球无法防护来自太阳的致命紫外线照射。所以生命的诞生环境只剩下在深海太阳光无法抵达的范围。而由于海底热液喷口的存在,取代了太阳的能量供应,这对于生物的能量获取至关重要。早期的细菌利用化学合成的手段取代光合作用,将喷口附近的硫化氢和海水中的氧气合成糖分子——生命燃料。

而细菌的出现就可以产生以细菌为食的其他动物,一条简单的食物链就在黑暗的海底建立起来。因此NASA完全有理由认为,在不远的太阳系其他行星或卫星上,例如土星卫星欧罗巴和木卫二,在冻结海洋海底的热液喷口附近存在简单的生物链。

由此,NASA的天体生物学家劳里·巴吉和她的团队在喷气推进实验室以化石记录为母本,重建了一个微型海底环境,以期能够成为培育出氨基酸的温床。这个海底环境主要由水、矿物质、丙酮酸盐和氨组成,并将水中的氧气成分除去,以模拟早期地球海洋的缺氧环境。调整酸碱度,添加早期地球储量丰富的氢氧化铁,最后将整个环境加热至70℃,近似海底热液喷口附近的温度。

当他们像系统中输入少量氧气时——热液喷发带来的少许氧气,“海底”形成了氨基酸丙氨酸并伴随有α-羟基酸乳。这是这个研究小组9年来,第一次成功的观察到模拟环境中的有机反应合成结果。由于对原始地球海底环境的数据缺失,NASA仍在尽可能的建立一个完善的海底环境。但如果如此简陋的一个海底条件下都可以产生有机成分,那我们完全可以想象在太阳系的其他角落中有着生命痕迹的存在。

事实上,去年陨落的卡西尼号曾传回的数据就表明在土卫二喷射出的水汽中就含有大分子有机物成分。

本文译自 sciencealert,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (2)