生命起源一直是科學(xué)家們探索的最大難題之一，不久前，NASA的科學(xué)家們在實驗室中重現(xiàn)了40億年前海底生命的形成過程。這個研究不僅可以幫助我們了解地球生命的起源，還可以為我們在地球以外的宇宙行星上尋找生命提供線索。40多億年前地球誕生之初，地球處于冥古宙的“地獄時期”，地表布滿火山巖漿，是一個熾熱的巖漿球，之后巖漿冷卻，凝固，漸漸形成海洋、大氣和陸地?？茖W(xué)家們一直認(rèn)為，地球的生命最初起源于海洋。
冥古宙地球表面模擬圖
因此，科學(xué)家們此次研究的重點是如何在海底的熱液噴口中，形成生命的基石，也就是氨基酸。氨基酸是合成蛋白質(zhì)的基本單元，地球上所有生命都是由蛋白質(zhì)組成。從食物本質(zhì)上來說，吃龍肉和吃驢肉，吃的都是蛋白質(zhì)，沒有區(qū)別。地球上最早的生命誕生于約41億年前的原生代，是單細(xì)胞生物，一個細(xì)胞就是一個生物。例如：草履蟲，衣藻，變形蟲等。這時候，地球大氣中還沒有氧氣，主要是氨氣、氫氣、甲烷和水蒸氣。
原生代地球表面模擬圖
原生代單細(xì)胞生物圖鑒
顯微鏡下的變形蟲
要重現(xiàn)40多億年前生命的形成過程，我們只要重現(xiàn)當(dāng)時的各種自然條件就可以了，科學(xué)家們認(rèn)為海底生命形成的關(guān)鍵條件在于海底的一種奇怪的地質(zhì)現(xiàn)象，海底“黑煙囪”，就是海床上的地殼裂隙，在這些裂隙上，地底的溫水噴涌而出，與近乎冰凍的海水互相融合，給海水周圍的有機(jī)物分子，提供了相互反應(yīng)成為氨基酸的環(huán)境。就是下圖中這些奇怪的黑煙囪。這樣的煙囪不僅在遠(yuǎn)古的海底，我們現(xiàn)在的海底仍有很多。
奇怪的生命工廠：海底黑煙囪，來源：維基百科
奇怪的生命工廠：海底黑煙囪，來源：維基百科
科學(xué)家在一個燒杯中，加入了模仿地球原始海洋的混合物，這些混合物中有水，礦物質(zhì)和開始形成氨基酸所需的“前體”分子丙酮酸和氨。他們把溶液加熱到70℃，然后在燒杯底部接入一根可噴出熱液的導(dǎo)管，形成與海底一樣的“煙囪”，之后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在這些液體中成功的形成了氨基酸。
在實驗室中形成的微型熱液煙囪的延時視頻。就像在早期地球的海洋中一樣，自然通風(fēng)口可以繼續(xù)形成數(shù)千年并且長到幾十米。來源：NASA
我們已經(jīng)證實地球上海底奇怪的“黑煙囪”可以幫助生命形成，那在其他擁有海洋的星球上很可能發(fā)生類似的情況。例如，木星的木衛(wèi)二和土星的土衛(wèi)二，這兩顆衛(wèi)星在其地表冰層下，都有深度達(dá)到幾百公里的液態(tài)水海洋，它們的海洋底部如果也有跟地球類似的“黑煙囪”，那么這些星球存在生命的可能性將大大增加。
木衛(wèi)二歐羅巴地底海洋示意圖，來源：NASA
土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二，在太陽照射下的背景圖，由卡西尼號拍攝。彩色尾巴是冰冷的顆粒和水的噴射物，它們從土衛(wèi)二地表冰面下的海洋噴射入太空，噴射高度可達(dá)兩百千米，是太陽系最大的噴泉。NASA未來的探測任務(wù)會在像土衛(wèi)二這樣冰冷的衛(wèi)星上尋找海洋生物的成分。來源：NASA（非真實色彩）
不僅如此，未來，NASA在火星上的探測任務(wù)，可以采集回火星表面含有鐵銹的土質(zhì)樣本，有可能會發(fā)現(xiàn)火星地表鐵礦物和水在遠(yuǎn)古時期形成氨基酸的證據(jù)，倘若找到這些證據(jù)，那將表明很可能火星在遠(yuǎn)古時期也曾存在過生命。雖然現(xiàn)在我們還沒有生命在其他星球上存在的具體證據(jù)，但這次研究結(jié)果幫助我們發(fā)現(xiàn)一個事實，在有海洋存在的星球上，生命產(chǎn)生的幾率大大增加了，這從很大程度上幫助我們縮小了尋找地外生命的范圍，增加了我們找到地外生命的幾率。
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