每个人都知道水对于维持生命是必不可少的,而且大多数人都接受水是生命起源的地方。研究人员认为,海洋——更具体地说,是海洋中的热液喷口——是一切开始的地方:这些喷口不仅喷出创造生命所需的化学物质,而且还具有热能,为这些化学物质之间的反应提供动力。
然而,并不是每个人都相信生命的历史是被水束缚的。
新南威尔士大学的科学家Martin Van Kranendonk、Tara Djokic和David Deamer在8月出版的《科学美国人》杂志上发表了一篇社论,他们在对西澳大利亚皮尔巴拉地区进行研究时发现了生命起源于陆地的证据。
西澳大利亚皮尔巴拉地区包括一些地球上最古老的岩层。
他们的研究支持了圣克鲁斯大学(University of Santa Cruz)科学家戴维•迪默(David Deamer)和布鲁斯•达默尔(Bruce Damer) 2016年在皮尔巴拉(Pilbara)之旅后提出的“地球生命起源”假说。他们在《生活》(Life)杂志上发表了一篇文章,介绍了他们的想法,文章的标题很吸引人:“到远古动物那里实地考察,寻找达尔文温暖的小池塘。”
温泉沉积物中发现了一种名为“栅栏”的微生物状结构
他们的假设阐述了查尔斯·达尔文在19世纪70年代提出的“温暖的小池塘”理论,该理论认为生命开始于陆地上的小池塘,而不是深海。皮尔巴拉,已经被证明是古代火山的一部分,充满了古代温泉(温暖的池塘)的遗迹,使它成为研究陆地生命起源的完美地方。
Van Kranendonk和Djokic在他们自己的皮尔巴拉之旅后,在5月份的《自然通讯》杂志上发表了一篇文章,报告说他们在这些温泉沉积物中发现了“微生物生物特征”的痕迹。特别是,他们发现了叠层石——由微生物群落构成的古老岩石——有气泡和类似微生物结构的证据,表明那里确实曾经存在生命。叠层石估计有34.8亿年的历史。此前,陆地温泉最古老的生命记录估计是30亿年。
在对话中发表的一篇文章中,Djokic解释说,这些生物痕迹“至少为我们提供了一个地质视角,来了解地球历史早期生命生存和生存的环境类型。”
磷脂可以聚在一起形成球形容器
他对小水池如何孕育生命的解释是一种生物化学的解释。他认为自由的碳和氮被收集在水池中,随着水的蒸发而变得更加集中。随着脱水-水化循环的重复,池子里的化合物慢慢地形成了不同的分子,这些分子构成了我们今天所熟悉的细胞。特别值得一提的是,它们含有制造磷脂的成分,磷脂是一种细胞积木,可以粘在一起形成小的球形外壳,非常适合封装其他物质。
进化生物学家称这些球体为原始细胞——本质上是充满不同分子的细胞膜(就像我们熟悉的细胞),只不过它们不是活着的。在2015年的TedX演讲中,Damer解释说,原细胞内分子的紧密接触增加了它们之间以及细胞膜发生化学反应的可能性。随着水塘的蒸发和再水化,这些原始细胞会不断地形成,并吸收其他分子。最终,他认为,这些随机的反应导致了氨基酸、DNA和细胞器等越来越复杂的分子——生命从陆地爬到海洋,而不是从海洋爬到陆地。
圣克鲁斯分校的研究人员认为,生命起源于温泉
争论仍在继续。在深海热液喷口和陆地上的温泉中都发现了古生菌,科学家们要想弄清哪些菌落是最早形成生命的,还有很长的路要走。在未来,迪默计划用一台模拟温泉的热、酸和蒸发-再水化循环的机器进一步探索他的非正统理论。