生命|“毒温泉”孕育早期生命,这是地外生命探索重要依据!( 三 )


像遗失之城这样的区域 , 水和岩石之间的化学反应使得从喷口流出的水比海洋中的水碱性更高 , 而海水中含有更高浓度的正电荷氢离子 。 从碱性水向酸性水的梯度变化就像电池正极和负极之间的差异 , 它可作为化学活性的能量来源 。
为了研究水下热液喷口的状况 , 巴格在实验里了建立了模拟环境 , 她说:“我们可以模拟自然界所看到的事物 。 ”为了描绘早期地球的海洋环境 , 她在一个倒置玻璃瓶中装满了含铁但不含氧的酸性混合物 , 塑料管一端穿过玻璃瓶狭窄底部 , 连接着稳定的碱性溶液 , 其作用就像一个排气口 。
生命|“毒温泉”孕育早期生命,这是地外生命探索重要依据!
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研究人员模拟了一个酸性海洋中的碱性热液喷口 , 以探索古代海洋的化学成分 , 这样的条件能产生烟囱结构 。
当巴格和同事将含有RNA核苷酸的碱性喷口溶液注射到一个海洋模拟瓶时 , 单个的RNA核苷酸将连接成短链 。 这些短链仅有3-4个核苷酸长度 , 但研究人员在2015年发表在《太空生物学》杂志的研究报告中称 , 深海热液喷口的条件状况可能支持地球生命孕育的相关反应 。
潜在的问题
对德默而言 , 在水下热液喷口附近组装生命元素存在着巨大障碍:浩瀚海洋会稀释分子 , 所以它们不会浓缩到足以引发化学反应的状态 。 此外 , 水下环境没有“干-湿循环” 。 这需要反复蒸发处理 , 才能将足够多的分子聚集在一起 , 使其相互碰撞发生反应 , 从而形成更长的链 。 此外 , 德默表示 , 与温泉中的淡水不同 , 咸海水会抑制薄膜的形成 , 并抑制分子连接在一起的反应 。
然而 , 学术界对德默的热温泉理论也提出了批判 , 美国宇航局艾姆斯研究中心天体生物学家大卫·德斯马拉斯(David Des Marais)说:“DNA和RNA链是由磷酸盐和糖分子交替组成的 , 但是糖在温泉环境中非常不稳定 。 ”
现在排除水下“干-湿循环”可能还为时过早 , 美国盐湖城犹他大学海洋微生物学家比尔·布雷泽尔顿(Bill Brazelton)说:“可能会有一些水保存在喷口处 , 之后由于火山口消耗水进行蛇纹岩化反应 , 从而制造出其他分子 , 你可以在海底岩石中进行这些脱水循环 。 ”
当前科学家可能无法确定地球生命如何孕育诞生:地球最早期大多数地质记录都已消失 , 除地球上的温泉和深海喷口之外 , 还有许多生命起源的推测理论 。 例如:最新研究表明 , 小行星碰撞可能会将过热的海水输送至地壳中 , 产生类似温泉的水热系统 。
德斯马拉斯说:“我认为我们必须承认一点 , 为了促进生命孕育繁衍 , 早期生命可能历经了许多坎坷之路 。 ”
地外生命
研究人员正在使用自己所学到的知识 , 分析生命在地球上何时何地起源发展 , 这些知识或将指引人类在地球之外寻找生物特征 。 目前太阳系存在几颗颇有希望的星球 , 很可能在这些星球上发生神秘的生命形式 。
加州大学圣克鲁兹分校科学家巴塔哈说:“美国宇航局真正感兴趣的是在木卫二和土卫二等冰封卫星表面之下的海洋中是否存在生命 。 ”科学家有证据表明 , 这两颗卫星表面冰壳之下有含盐液态海洋 。
生命|“毒温泉”孕育早期生命,这是地外生命探索重要依据!
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图中是美国宇航局“卡西尼号”飞船拍摄的土卫二冰冻表面喷涌的水蒸气 , 其中含有:碳、氮和氧的化合物 。 羽流中的氢是冰下海洋热液活动的证据 , 类似于地球上的深海喷口 。
这些卫星有趣之处在于除了存在液态水之外 , 它们的表面喷射水柱 , 从而表明存在着热液活动 。 美国宇航局“卡西尼号”太空探测器甚至在土卫二喷射羽流中发现含有碳、氮和氧的化合物 , 以及构成蛋白质的氨基酸等一些成分 。 木卫二和土卫二之所以吸引天文学家 , 是因为它们的海底活动可能类似于我们地球海洋的热液喷口 , 这样的环境将潜在地为生命提供化学条件 。


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