美科學家在實驗室重現深海生命起源的環境

40多億年前，當地球冷卻下來還處在動蕩的地質活動時，一束奇怪的生命火花閃耀而生。我們不知道這朵生命之花是怎麼來的，只知道大概是發生在當時的深海環境，深的遠離太陽光的水下照射範圍。

現在，NASA的天體生物學家重新在實驗室中重現了當時可能引發生命的深海環境，以便於我們理解當時最初的生命是如何誕生的。並可以以此為基礎來探尋地外世界的生命。關於生命起源的一個重要環境特徵——海底裂縫，地球內部的能量通過這種裂縫以岩漿等熱液的方式噴射到深海海底。

早期地球與現在地球的環境區別之一在於，早期地球無法給地表創造一個安全的生命誕生環境，因為地球無法防護來自太陽的致命紫外線照射。所以生命的誕生環境只剩下在深海太陽光無法抵達的範圍。而由於海底熱液噴口的存在，取代了太陽的能量供應，這對於生物的能量獲取至關重要。早期的細菌利用化學合成的手段取代光合作用，將噴口附近的硫化氫和海水中的氧氣合成糖分子——生命燃料。

而細菌的出現就可以產生以細菌為食的其他動物，一條簡單的食物鏈就在黑暗的海底建立起來。因此NASA完全有理由認為，在不遠的太陽系其他行星或衛星上，例如土星衛星歐羅巴和木衛二，在凍結海洋海底的熱液噴口附近存在簡單的生物鏈。

由此，NASA的天體生物學家勞里·巴吉和她的團隊在噴氣推進實驗室以化石記錄為母本，重建了一個微型海底環境，以期能夠成為培育出氨基酸的溫床。這個海底環境主要由水、礦物質、丙酮酸鹽和氨組成，並將水中的氧氣成分除去，以模擬早期地球海洋的缺氧環境。調整酸鹼度，添加早期地球儲量豐富的氫氧化鐵，最後將整個環境加熱至70℃，近似海底熱液噴口附近的溫度。

當他們像系統中輸入少量氧氣時——熱液噴髮帶來的少許氧氣，「海底」形成了氨基酸丙氨酸並伴隨有α-羥基酸乳。這是這個研究小組9年來，第一次成功的觀察到模擬環境中的有機反應合成結果。由於對原始地球海底環境的數據缺失，NASA仍在儘可能的建立一個完善的海底環境。但如果如此簡陋的一個海底條件下都可以產生有機成分，那我們完全可以想像在太陽系的其他角落中有著生命痕迹的存在。

事實上，去年隕落的卡西尼號曾傳回的數據就表明在土衛二噴射出的水汽中就含有大分子有機物成分。

本文譯自 sciencealert，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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