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生命|“毒温泉”孕育早期生命，这是地外生命探索重要依据！( 二 )


加州大学圣克鲁兹分校生物物理学家大卫·德默（David Deamer）用45年的时间探索地球上的生命是如何起源进化的 ， 他开始研究脂质 ， 即构成细胞周围膜的油性分子 。
德默是温泉-生命起源论的大力支持者 ， 他曾证实地球温泉可以产生类似气泡的囊泡 ， 该囊泡外层是脂质构成 。 像这样的结构可能是现代细胞的祖先前体 。
生命|“毒温泉”孕育早期生命，这是地外生命探索重要依据！
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科学家认为 ， 冰岛的布拉佛温泉是早期地球上可能形成生命的环境之一 。
加州大学圣克鲁兹分校天体生物学家布鲁斯·戴默（Bruce Damer）运用计算机科学方法解决生命起源问题 ， 他与德默合作测试温泉的条件能否促使凝聚反应 ， 即两个分子结合成一个更大的合成物 。
当水从温泉中溅出并蒸发时 ， 液体中的分子会发生凝结反应并连接起来 ， 随后的飞溅会增加更多的分子 ， 这些分子可以在液体再次蒸发时进行额外的冷凝反应 ， 反复的润湿和蒸发可以产生分子链 。
2018年 ， 戴默在新西兰一处活跃的地热区域进行了实验 ， 该实验被命名为“地狱之门” ， 为了验证这一假设 ， 他准备了装有组装RNA链所需成分的小瓶 ， RNA是一种核酸 ， 在蛋白质合成过程中起到信使作用 ， 可能催化了与早期地球生命起源有关的化学反应 ， 这种混合物包括四种RNA构建成分中的两种 ， 这些核苷酸连接在一起形成RNA链 。
戴默将打开的小瓶放在一个金属盒中 ， 该金属盒有两个CD盒大小 ， 然后将该装置放在一个接近沸腾的热液池中 。 为了模拟原始地球时而湿润、时而干燥的环境 ， 他向小瓶中注入酸性温泉水 ， 使小瓶逐渐蒸发干燥 ， 然后再重复几次湿-干循环 。 当他将小瓶拿回实验室时 ， 发现其中含有100-200个核苷酸长度的类RNA链 。
这项研究结果发表在2019年12月出版的《天体生物学杂志》上 ， 该研究表明温泉中可以形成复杂的分子 ， 从而支持了地球生命可能在这样的环境中生存发展的假设 。 2020年 ， 达默和德默以及同事再次返回“地狱之门”实验地点 ， 来确认达默的研究结果 ， 并进行了更多的湿-干循环研究 。
美国亚特兰大市乔治理工学院化学家尼古拉斯·胡德（Nicholas Hud）从一个略微不同的角度研究生命起源：他探索了DNA和RNA核苷酸是如何起源的 ， 他同意这些分子在陆地上比海洋中更有可能通过凝结反应连接在一起 ， 在那里可以发生干湿循环 。 这些反应将产生水 ， 当生活环境周围存在很多水的时候 ， 这样的化学键的形成在能量上是不利的 。 胡德说：“形成这种结构的最佳地点是炎热干燥的地方 ， 潮湿、炎热的环境最不容易形成它们 。 ”
水下环境
然而 ， 有证据表明 ， 潮湿、高温环境正是生命起源的地方 ， 在黑暗深海底的热液喷口 ， 加热的水喷涌进入海水之中 ， 其温度仅高于冰点几摄氏度 。
2017年 ， 研究人员在加拿大魁北克省发现37.7亿年前的化石证据 ， 其源自远古海底 ， 显示出热液活动的多种迹象 。 研究人员称 ， 这些独特化石结构类似于微生物 ， 从而表明深海环境中可能存在地球早期生命的相关证据 。
生命|“毒温泉”孕育早期生命，这是地外生命探索重要依据！
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在大西洋(600558,股吧)“遗失之城”发现的石灰岩烟囱等喷口的化学成分支持着微生物的生存 。
这些海底环境可能非常极端：一些喷涌黑色水柱的热浪喷口温度高达400摄氏度 ， 然而 ， 如果热液喷口在孕育早期生命方面发挥重要作用 ， 那么它很可能是温度适宜的热液喷口 。 例如：“遗失之城”是大西洋中部的一个热液区 ， 从火山口流出的流体温度在40-90摄氏度之间 ， 这里因其引人注目的石灰岩烟囱而闻名 ， 一些海底石灰岩烟囱高度大约60米 。
这些石灰岩烟囱是微生物的家园 ， 它们以一种叫做蛇纹岩化的化学反应产物为食 ， 加州美国宇航局喷气推进实验室天体物理学家劳里·巴格（Laurie Barge）说：“热液喷口是非常有趣的环境 ， 因为它们位于水和岩石的交界面 。 ”


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