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第一章 生命的起源来自旋转的地球(第6页)

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而这个反应需要在海底热泉和深海的交界处进行,也就是说,必须依赖两个世界交界处的动态不平衡。

只有同时被两个世界吸引而住在热泉旁边的细菌,才能进行这种化学反应。

而热泉旁的动物,比如虾类,只是啃食这一片细菌草原而活,或者有些动物让细菌在体内生长,宛如经营一座体内牧场。

这就是为什么像巨型管虫这种动物并不需要消化道,因为营养可以直接由体内的细菌牧场供应,没什么需要消化的。

不过要给细菌提供氧和硫化氢这两种原料,对宿主来说也不容易,因为这等于要同时在体内维持两种小世界。

管虫体内许多复杂难解的构造就是为了满足细菌的这些高要求。

科学家很快就注意到,海底热泉这个极为特殊的环境可能跟生命起源有关。

最早提出这种主张的人是美国华盛顿大学西雅图分校的海洋学家约翰·鲍罗什。

海底热泉确实帮原始汤假说解决了很多麻烦,其中最重要的当属前面提过的热力学问题,因为在这个黑烟囱的世界里,没有什么东西是平衡的。

然而要注意的是,现代海洋与热泉的交界环境和早期地球的交界环境必定不同。

首先早期地球就没有氧气,至多也只有微量氧气,所以早期细菌不可能和现代细菌一样,利用硫化氢与氧反应供能,这是现代版的呼吸作用。

细胞的呼吸作用本来就是个复杂的过程,它需要一些时间来进化,早期的生物不可能利用这种呼吸作用供能。

德国一位突破传统的化学家兼专利律师冈特·瓦赫特绍泽就主张,最古老的供能反应是硫化氢与铁反应生成黄铁矿。

这是自发性反应,会释出一点可被利用的能量,至少从理论上来说这些能量可为生命供能。

瓦赫特绍泽提出了一个不同以往的生命起源化学反应系统。

但是生成黄铁矿释放出来的能量太低,并不足以把二氧化碳转换成有机物,所以他又提出将一氧化碳作为中间产物,它的活性比较高,更容易发生反应,而且在酸性热泉环境中也可以找到一氧化碳。

瓦赫特绍泽还认为各种不同形式的硫铁矿物可以引发许多缓慢的有机化学反应,这类矿物似乎有特殊的催化能力。

他的团队也在实验室里证实这些反应确实可以发生,而不只是理论上可行。

这一精心完成的作品颠覆了数十年来传统的生命起源假说,现在生命可能从地狱般的环境中,由最不可能的物质(硫化氢、一氧化碳和黄铁矿,两种是毒气另一个是愚人金)产生。

有位科学家在第一次读瓦赫特绍泽的论文时评论道,感觉好像一篇21世纪末的论文,经由时光隧道掉到他眼前一般。

瓦赫特绍泽是对的吗?随着他的观点提出,批评也蜂拥而至。

原因很多,一部分是由于这个真正的革命家,正企图推翻长久以来被大家看重的生命起源假说;一部分是因为他傲慢的态度激怒了科学界的同僚;不过还有一部分是因为他所勾勒出的蓝图确实有可疑之处。

其中最棘手的缺陷,跟原始汤一样,就是“浓度问题”

理论中的有机分子,都溶解在大量的海水里,所以几乎不可能发生偶遇,然后形成如DNA或RNA之类的大型聚合物。

没有什么东西把这些分子原料包起来,增加它们相遇的机会。

瓦赫特绍泽认为所有必需的反应,都可以在矿物表面(比如黄铁矿)发生。

不过问题还是没有解决,因为化学反应的终产物如果无法从催化剂表面释放出来,这个反应就不能持续。

所有的产物要不是被粘死在催化剂表面,就是在稀薄的**里消失不见。

[3]

现在任职于美国宇航局喷气推进实验室的迈克尔·罗素,在20世纪80年代中期,为这些问题提供了一个可能的解答。

罗素给人的印象,宛如一位吟唱科学预言的诗人,倾心于“地质诗篇”

带来的魔法,他对生命起源的看法都是根植于热力学与地质化学的,对于许多化学家来说十分难懂。

几十年来,罗素的想法渐渐吸引了一群跟随者,因为许多人看出,他的远见确实可以为生命起源难题提供独特而可行的解答。

罗素和瓦赫特绍泽都认为海底热泉是生命起源的中心,但是除此之外两人的观点可以说是天差地别。

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