为什么说生命起源于海底热液喷口

    地球上有关生命起源的假说众多。“生命起源于海底热液喷口”便是其中一种。近日，东华理工大学、长安大学等科研人员发表的一项新研究，揭示了海底热液促进华南下寒武统黑色页岩的金属富集。海底热液再次引发关注。

    1977年，“阿尔文”号潜水器在东太平洋加拉帕加斯断裂带近2500米深处，发现了海底热液喷口以及轰动世界的热液生物群落。在生命起源所需要的几个关键条件上，科学家的观点基本一致：液态水、物质要素（如碳、氢、氧、氮及各种微量元素）、能量供应，以及抵御早期地球形成时对原始生命造成威胁的天体碰撞、宇宙辐射、强紫外线等适当的环境条件，还有必要的时间。这样，海底热液环境成了“生命起源”的理想场所。

    覆盖地球表层的海洋早在42亿年前就已经形成了，当时地球构造活动频繁，热液活动普遍。热液中发生多种化学反应，可以满足生命起源过程中的物质和能量需求。由于海底热液喷口可以在很小的空间尺度上提供巨大的理化梯度，并形成不同条件的微环境，因此可以大大缩短生命演化的时间。另外，模拟实验表明，海底热液环境中，可以形成一些初级有机物，能够为地球上生命的起源与演化提供最初的有机质积累。

    “生命起源于海底热液喷口”的假说有以下两个证据。

    证据一：嗜热的“共同祖先”。科学家根据“分子钟”理论和基于生物基因序列勾勒出“生命演化树”。一个生物越接近演化树的“根”部，就说明它起源得越早。科学家发现，位于“生命演化树”“根”部的大多是嗜热的古菌和细菌。如今，这些极端嗜热微生物大多是从海底热液环境中分离得到的，平均最佳生长温度超过80摄氏度。嗜热应该是现存嗜热微生物从“共同祖先”继承下来的最原始的生理特性之一。这是生命起源于海底热液喷口的重要证据之一。

    证据二：不需要太阳的“黑暗食物链”。长久以来，光合作用和氧气一直被认为是生命起源的必要条件之一——尽管相关假说无法解释“光合作用出现”滞后于“生命的出现”这一现象，直到人类在黑暗的海底热液喷口处发现了无机化能自养微生物。由于热液和海水在理化性质上存在巨大差异，化学反应频繁，所释放的能量十分可观。自养微生物正是利用这些能量，成为海底热液生态系统的初级生产者，并支撑整个生态系统的繁荣。

    （《科普时报》7.5 陈楚天）