地球早期生命可能從“毒溫泉”開始 研究有助在太陽系其他星球上尋找生命形式
（神秘的毒溫泉地球uux.cn報道）據(jù)新浪科技：國外媒體報道，地球生命起源一直是地球困惑科學(xué)家數(shù)十年的未解謎團，目前，早期助太南京玄武高級外圍上門資源vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達最新研究表明，生命始研生命地球早期生命可能是從開從“毒溫泉”開始的，同時，陽系深入了解地球上復(fù)雜分子的其星球上形成過程，將有助于指引我們在太陽系其他星球上尋找生命形式。尋找形式
在美國加州拉森火山國家公園的毒溫泉“邦帕斯地獄（Bumpass Hell）”，地面處于沸騰狀態(tài)，地球空氣中彌漫著臭雞蛋氣味，早期助太氣泡從泥坑中噴涌，生命始研生命釋放出黏稠液體的從開爆裂聲，灼熱的陽系蒸汽從地球火山口噴出。這處可怕的其星球上地形是以牛仔肯德爾·邦帕斯（Kendall Bumpass）的名字命名 ，1865年，當邦帕斯走近這里，踩到薄薄的地殼，沸騰的酸水嚴重?zé)齻怂耐炔浚瑢?dǎo)致他不得不進行截肢。
圖中是美國加州拉森火山國家公園的“邦帕斯地獄（Bumpass Hell）”，地?zé)岢剡吘壍臐駶櫤透稍镅h(huán)被認為促進了生物分子的聚集。
一些科學(xué)家主張稱，地球上的生命是在看似不適宜居住的條件下逐漸形成的，生物在地球上游蕩之前，像邦帕斯地獄這樣的南京玄武高級外圍上門資源vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達高溫溫泉可能促進化學(xué)反應(yīng)，使簡單分子連接在一起，從而向復(fù)雜生命邁出第一步。然而，其他科學(xué)家將地球生命的起點聚焦于海底深處的熱液噴口，在海底熱液噴口處，富含礦物質(zhì)的熱水從海底裂縫中翻滾而出。
當研究人員研究和辯論地球生命最初在哪里誕生以及如何爆發(fā)式生長時，這項最新研究提供了重要的理論支持。美國加州大學(xué)圣克魯茲分校天體物理學(xué)家娜塔莉·巴塔哈（Natalie Batalha）稱，了解這顆行星上生命的起源可能為何處尋找地外生命提供重要線索。
美國宇航局艾姆斯研究中心化學(xué)家威諾娜·維康特雷（Wenonah Vercoutere）對此表示贊同，她說：“這項最新研究對于太空探索的未來具有重要意義，整個宇宙的物理規(guī)則都是相同的，那么為什么生物學(xué)規(guī)律無法延續(xù)下來？為什么整個宇宙不存在生物活躍性呢？”
陸地溫泉
從生物化學(xué)核心來看，生命的組成僅依賴于幾種元素：化學(xué)元素、水或者其他可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，以及為這些反應(yīng)提供動力的能量來源。在地球上，所有這些成分都存在于陸地溫泉中，這里是一些頑強生物的家園。例如：2016年發(fā)表在《自然通訊雜志》的一篇文章指出，美國內(nèi)華達州的“大沸泉（Great Boiling Spring）”，溫泉溫度高達77攝氏度，但是微生物還是設(shè)法在溫泉粘土灘附近水域生存下來。
加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室微生物生態(tài)學(xué)家詹尼弗·佩特里奇（Jennifer Pett-Ridge）說：“像這樣的生存環(huán)境可能非常接近地球早期環(huán)境，所以這些生命形式最有可能與一些地球早期生命有關(guān)。”
溫泉中的微生物可以形成稱為“微生物墊（microbial mats）”的生物群落，由微生物墊是由多層微生物構(gòu)成，它們遍布世界各地的地?zé)釁^(qū)域，其中包括：美國黃石國家公園、俄羅斯南部的加爾加溫泉，以及美國加州拉森火山國家公園——“邦帕斯地獄”所在地。
隨著時間的推移，微生物墊可以形成疊層巖，微生物和礦物質(zhì)累積疊層的結(jié)構(gòu)，疊層巖的分層結(jié)構(gòu)映射了隨時間流逝的地質(zhì)變化，就像樹木的年輪一樣。
研究人員在西澳大利亞內(nèi)陸地區(qū)35億年前巖石中發(fā)現(xiàn)疊層巖證據(jù)，同時還發(fā)現(xiàn)溫泉礦床的相關(guān)證據(jù)，相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在2017年出版的《自然通訊雜志》上。這項最新發(fā)現(xiàn)以及之前的微生物相關(guān)跡象，使得研究小組認為，地球上部分最早生命是在這樣溫泉環(huán)境中繁衍發(fā)展的。
加州大學(xué)圣克魯茲分校生物物理學(xué)家大衛(wèi)·德默（David Deamer）用45年的時間探索地球上的生命是如何起源進化的，他開始研究脂質(zhì)，即構(gòu)成細胞周圍膜的油性分子。
德默是溫泉-生命起源論的大力支持者，他曾證實地球溫泉可以產(chǎn)生類似氣泡的囊泡，該囊泡外層是脂質(zhì)構(gòu)成。像這樣的結(jié)構(gòu)可能是現(xiàn)代細胞的祖先前體。
科學(xué)家認為，冰島的布拉佛溫泉是早期地球上可能形成生命的環(huán)境之一。
加州大學(xué)圣克魯茲分校天體生物學(xué)家布魯斯·戴默（Bruce Damer）運用計算機科學(xué)方法解決生命起源問題，他與德默合作測試溫泉的條件能否促使凝聚反應(yīng)，即兩個分子結(jié)合成一個更大的合成物。
當水從溫泉中濺出并蒸發(fā)時，液體中的分子會發(fā)生凝結(jié)反應(yīng)并連接起來，隨后的飛濺會增加更多的分子，這些分子可以在液體再次蒸發(fā)時進行額外的冷凝反應(yīng)，反復(fù)的潤濕和蒸發(fā)可以產(chǎn)生分子鏈。
2018年，戴默在新西蘭一處活躍的地?zé)釁^(qū)域進行了實驗，該實驗被命名為“地獄之門”，為了驗證這一假設(shè)，他準備了裝有組裝RNA鏈所需成分的小瓶，RNA是一種核酸，在蛋白質(zhì)合成過程中起到信使作用，可能催化了與早期地球生命起源有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，這種混合物包括四種RNA構(gòu)建成分中的兩種，這些核苷酸連接在一起形成RNA鏈。
戴默將打開的小瓶放在一個金屬盒中，該金屬盒有兩個CD盒大小，然后將該裝置放在一個接近沸騰的熱液池中。為了模擬原始地球時而濕潤、時而干燥的環(huán)境，他向小瓶中注入酸性溫泉水，使小瓶逐漸蒸發(fā)干燥，然后再重復(fù)幾次濕-干循環(huán)。當他將小瓶拿回實驗室時，發(fā)現(xiàn)其中含有100-200個核苷酸長度的類RNA鏈。
這項研究結(jié)果發(fā)表在2019年12月出版的《天體生物學(xué)雜志》上，該研究表明溫泉中可以形成復(fù)雜的分子，從而支持了地球生命可能在這樣的環(huán)境中生存發(fā)展的假設(shè)。2020年，達默和德默以及同事再次返回“地獄之門”實驗地點，來確認達默的研究結(jié)果，并進行了更多的濕-干循環(huán)研究。
美國亞特蘭大市喬治理工學(xué)院化學(xué)家尼古拉斯·胡德（Nicholas Hud）從一個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，他同意這些分子在陸地上比海洋中更有可能通過凝結(jié)反應(yīng)連接在一起，在那里可以發(fā)生干濕循環(huán)。這些反應(yīng)將產(chǎn)生水，當生活環(huán)境周圍存在很多水的時候，這樣的化學(xué)鍵的形成在能量上是不利的。胡德說：“形成這種結(jié)構(gòu)的最佳地點是炎熱干燥的地方，潮濕、炎熱的環(huán)境最不容易形成它們。”
水下環(huán)境
然而，有證據(jù)表明，潮濕、高溫環(huán)境正是生命起源的地方，在黑暗深海底的熱液噴口，加熱的水噴涌進入海水之中，其溫度僅高于冰點幾攝氏度。
2017年，研究人員在加拿大魁北克省發(fā)現(xiàn)37.7億年前的化石證據(jù)，其源自遠古海底，顯示出熱液活動的多種跡象。研究人員稱，這些獨特化石結(jié)構(gòu)類似于微生物，從而表明深海環(huán)境中可能存在地球早期生命的相關(guān)證據(jù)。
在大西洋“遺失之城”發(fā)現(xiàn)的石灰?guī)r煙囪等噴口的化學(xué)成分支持著微生物的生存。
這些海底環(huán)境可能非常極端：一些噴涌黑色水柱的熱浪噴口溫度高達400攝氏度，然而，如果熱液噴口在孕育早期生命方面發(fā)揮重要作用，那么它很可能是溫度適宜的熱液噴口。例如：“遺失之城”是大西洋中部的一個熱液區(qū)，從火山口流出的流體溫度在40-90攝氏度之間，這里因其引人注目的石灰?guī)r煙囪而聞名，一些海底石灰?guī)r煙囪高度大約60米。
這些石灰?guī)r煙囪是微生物的家園，它們以一種叫做蛇紋巖化的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物為食，加州美國宇航局噴氣推進實驗室天體物理學(xué)家勞里·巴格（Laurie Barge）說：“熱液噴口是非常有趣的環(huán)境，因為它們位于水和巖石的交界面。”
像遺失之城這樣的區(qū)域，水和巖石之間的化學(xué)反應(yīng)使得從噴口流出的水比海洋中的水堿性更高，而海水中含有更高濃度的正電荷氫離子。從堿性水向酸性水的梯度變化就像電池正極和負極之間的差異，它可作為化學(xué)活性的能量來源。
為了研究水下熱液噴口的狀況，巴格在實驗里了建立了模擬環(huán)境，她說：“我們可以模擬自然界所看到的事物。”為了描繪早期地球的海洋環(huán)境，她在一個倒置玻璃瓶中裝滿了含鐵但不含氧的酸性混合物，塑料管一端穿過玻璃瓶狹窄底部，連接著穩(wěn)定的堿性溶液，其作用就像一個排氣口。
當巴格和同事將含有RNA核苷酸的堿性噴口溶液注射到一個海洋模擬瓶時，單個的RNA核苷酸將連接成短鏈。這些短鏈僅有3-4個核苷酸長度，但研究人員在2015年發(fā)表在《太空生物學(xué)》雜志的研究報告中稱，深海熱液噴口的條件狀況可能支持地球生命孕育的相關(guān)反應(yīng)。
潛在的問題
對德默而言，在水下熱液噴口附近組裝生命元素存在著巨大障礙：浩瀚海洋會稀釋分子，所以它們不會濃縮到足以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)。此外，水下環(huán)境沒有“干-濕循環(huán)”。這需要反復(fù)蒸發(fā)處理，才能將足夠多的分子聚集在一起，使其相互碰撞發(fā)生反應(yīng)，從而形成更長的鏈。此外，德默表示，與溫泉中的淡水不同，咸海水會抑制薄膜的形成，并抑制分子連接在一起的反應(yīng)。
然而，學(xué)術(shù)界對德默的熱溫泉理論也提出了批判，美國宇航局艾姆斯研究中心天體生物學(xué)家大衛(wèi)·德斯馬拉斯（David Des Marais）說：“DNA和RNA鏈是由磷酸鹽和糖分子交替組成的，但是糖在溫泉環(huán)境中非常不穩(wěn)定。”
現(xiàn)在排除水下“干-濕循環(huán)”可能還為時過早，美國鹽湖城猶他大學(xué)海洋微生物學(xué)家比爾·布雷澤爾頓（Bill Brazelton）說：“可能會有一些水保存在噴口處，之后由于火山口消耗水進行蛇紋巖化反應(yīng)，從而制造出其他分子，你可以在海底巖石中進行這些脫水循環(huán)。”
當前科學(xué)家可能無法確定地球生命如何孕育誕生：地球最早期大多數(shù)地質(zhì)記錄都已消失，除地球上的溫泉和深海噴口之外，還有許多生命起源的推測理論。例如：最新研究表明，小行星碰撞可能會將過熱的海水輸送至地殼中，產(chǎn)生類似溫泉的水熱系統(tǒng)。
德斯馬拉斯說：“我認為我們必須承認一點，為了促進生命孕育繁衍，早期生命可能歷經(jīng)了許多坎坷之路。”
地外生命
研究人員正在使用自己所學(xué)到的知識，分析生命在地球上何時何地起源發(fā)展，這些知識或?qū)⒅敢祟愒诘厍蛑鈱ふ疑锾卣鳌Ｄ壳疤栂荡嬖趲最w頗有希望的星球，很可能在這些星球上發(fā)生神秘的生命形式。
加州大學(xué)圣克魯茲分校科學(xué)家巴塔哈說：“美國宇航局真正感興趣的是在木衛(wèi)二和土衛(wèi)二等冰封衛(wèi)星表面之下的海洋中是否存在生命。”科學(xué)家有證據(jù)表明，這兩顆衛(wèi)星表面冰殼之下有含鹽液態(tài)海洋。
圖中是美國宇航局“卡西尼號”飛船拍攝的土衛(wèi)二冰凍表面噴涌的水蒸氣，其中含有：碳、氮和氧的化合物。羽流中的氫是冰下海洋熱液活動的證據(jù)，類似于地球上的深海噴口。
這些衛(wèi)星有趣之處在于除了存在液態(tài)水之外，它們的表面噴射水柱，從而表明存在著熱液活動。美國宇航局“卡西尼號”太空探測器甚至在土衛(wèi)二噴射羽流中發(fā)現(xiàn)含有碳、氮和氧的化合物，以及構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸等一些成分。木衛(wèi)二和土衛(wèi)二之所以吸引天文學(xué)家，是因為它們的海底活動可能類似于我們地球海洋的熱液噴口，這樣的環(huán)境將潛在地為生命提供化學(xué)條件。
表面冰凍衛(wèi)星也可能促進凝結(jié)反應(yīng)，巴格說：“即使你處于一顆冰冷的衛(wèi)星，你也會經(jīng)歷冰的凍結(jié)和融化過程，所以，我認為有必要說，如果干濕循環(huán)很重要，那么我們應(yīng)該在太陽系中尋找任何可能促進脫水振蕩的環(huán)境條件。”
但是要尋找遠古生命跡象，德默和戴默認為火星是更有可能存在生命的星球。礦床樣本分析表明，地球遠古時期曾存在溫泉和熱液活動，維持了濕潤和干燥循環(huán)，這對于凝結(jié)反應(yīng)孕育生命是至關(guān)重要的。
目前，多個國家提出了火星探索計劃，美國宇航局“毅力號”火星車將在2021年2月登陸火星耶澤洛隕坑，尋找遠古生命的跡象，例如：采集巖石樣本中的礦物質(zhì)。盡管火星和“邦帕斯地獄”相隔5460萬公里，但它們兩者環(huán)境的差別并不大。