天才一秒记住【久久文学】地址:https://www.jjwxx.com
里的生命系统,是构筑在氢气与二氧化碳的反应上的。
地球上几乎所有的生命系统都是如此,不过失落之城和其他系统最大的不同,在于失落之城里二氧化碳直接与氢作用,而其他地方都须间接获取氢原子。
所以从地底汩汩冒出的氢气,是我们行星上罕见的恩赐。
生命常常需要在其他隐晦的地方寻找氢原子,它们往往与其他原子紧紧地结合在一起,比如在水分子或硫化氢分子中。
要把氢原子从这些分子里面拔出来,接到二氧化碳上去,需要消耗能量。
这些能量往往要通过光合作用从太阳光中撷取,或者如热泉的细菌一般利用化学不平衡产生。
只有氢气本身可以不耗能,自发地供应氢原子,虽然反应很慢很慢。
从热力学的观点来看,这就像埃弗雷特·绍克那句令人难忘的名言:这个反应等于别人请你吃饭还要给你付钱。
就是在说,这一反应可以产生有机分子,同时还产生很多能量,理论上,这些能量可以再去驱动其他有机化学反应。
图1.3 碱性热泉的显微结构,图中显示出众多复杂格间彼此相连的样子,非常适合作为生命起源的摇篮。
图中切面宽约1厘米,厚约30微米。
至此,罗素的碱性热泉符合孕育生命的各种条件。
这类热泉是更新地球表面板块系统不可或缺的一部分,它推动地球上永不止歇的火山活动。
它与海洋总是处于不平衡状态,持续地冒出氢气,氢气再和二氧化碳反应产生有机分子。
它会形成如迷宫般的多孔状结构,可以保存并浓缩新生成的有机分子,让它们有机会形成类似RNA的大聚合物(或非常相近的分子,我们在下一章会看到)。
热泉系统的寿命很长,至今失落之城已经喷发了4万年,比大部分黑烟囱热泉的寿命多出两个数量级。
它们在早期地球上可能更普遍,因为那时正在冷却的地幔与海水接触更直接。
而且那时海洋中还溶有大量的铁,所以热泉所形成的微型孔洞,会因为含有硫铁矿物而极具催化性,成分应该很像在爱尔兰泰纳夫发现的热泉化石。
它们可能像个天然的反应器,让存在热和电化学梯度差的**,不断地流过具催化能力的小空腔,从而持续反应。
这些听起来非常完美,不过单单一个反应器,再有用也不是生命呀。
你也许会问,生命真的就是在这样的反应器里面,由简而繁慢慢发展,最终变成我们四周无所不在、惊人奇妙、创意满满的样子?答案当然是:不知道。
不过生命的基本属性倒是提供了一些线索,特别是地球上所有生命至今都共同使用的那些最基础的核心代谢反应。
这些核心代谢反应,就像生物内在的活化石,保留了古老过往的回音,与远古碱性热泉中诞生的生命旋律,彼此应和。
有两种方法可以寻找生命的起源:“由下往上”
或“由上往下”
。
到目前为止,本章讨论的都是“由下往上”
,我们从地质化学环境和热力学的角度来考虑,早期地球可能是什么样的。
我们找到了海底热泉,它们汩汩冒出氢气,输送到充满二氧化碳的海洋中,这里极有可能是生命的源头。
天然的电化学反应器,确实可以同时产生有机分子和能量,然而我们还没有认真思考过,哪些反应会发生,以及这些反应如何导出我们所知的生命。
真正能带我们找到生命起源的,是现在已知的生命形式,换句话说,要采取“由上往下”
的策略去寻找。
我们可以将现今所有已知生命根据特征分门别类,然后从中找到一个理论上可能的“最近一般共同祖先”
,她有个可爱的名字叫露卡(LUiversaloor)。
本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!