数十亿年前,在年轻的地球上,简单的有机化合物组合成了更复杂的结合体,能够成长及繁殖。它们是地球上最早的生命,自此之后,地球上出现的数十亿种物种通通都起源于它们。
在当时,地球上可说是非常缺乏我们认为适合生物的环境。在年轻的地球上,到处都是火山活动,当时的大气也造成了很不友善的条件。所以,生命究竟起源于地球上的何处?若要开始寻找生命的摇篮,很重要的是先要了解各种生命形式有什么基本需求。
(寒武纪生命大爆发)
对生命来说必备的元素和化合物包括:氢、甲烷、氮、二氧化碳、磷酸盐、氨。若这些元 素彼此之间要能混合、产生作用,就需要有液体的溶媒:水。若要成长和繁殖,所有生命都需要能量来源。
(古生物最具代表的当属恐龙,这一爬行动物曾统治地球近2亿年,
人类的历史只能是小巫见大巫)
生命形式可以分成两大类:自营生物,如植物,会产生自己要用的能量,以及异营生物,如动物,要食用其他有机体来取得能量。当然,最早的生命形式不会有其他有机体可以食用,所以它们一定是自营生物,能量来自太阳或化学梯度。所以,什么地点能符合这些条件?地面上的地方,或海洋中接近表面的地方,比较有取得阳光的优势。
(石炭纪陆地)
但在生命刚出现时,地球表面上的紫外线很可能太过严酷,让生命无法存活下来。有一种环境能提供保护,阻挡紫外线,同时也有替代的能量来源:在海底蜿延的海底热泉区,它们被数公里厚的海水覆盖,完全处在黑暗中。
(早期生命都是诞生在海洋中)
深海热泉区是地球地壳上的裂缝,在那里,海水会渗入岩浆库中,接着以高温重新被喷射出来,附带的泥浆中,富含矿物质及简单的化合物。深海热泉区的陡峭化学梯度有特别集中的能量。还有其他证据证明深海热泉区是生命起源:生命的最后共同祖先(LUCA)。LUCA 并非最早的生命形式,但它已古早到我们无法追踪。
即便如此,我们其实不知道LUCA 是什么样子的——没有 LUCA 化石,也没有现代 LCUA 存在——不过,科学家发现,在现今仍然存在的三大生命领域物种中有些共同的基因存在。因为这些基因存在于不同的物种和领域,它们一定是来自共同的祖先。这些共同基因告诉我们 LUCA住在一个很热、没有氧气的地方,并从化学梯度取得能量——就像深海热泉区的化学梯度。
有两种深海热泉区:黑烟囱和白烟囱。黑烟囱会释放富含二氧化碳的酸性水,温度高达摄氏数百度,且满是硫磺、铁、铜,以及其他对生命很重要的金属。但现在科学家相信,对 LUCA 而言,黑烟囱太热了——所以,最可能是生命摇篮的候选地点是白烟囱。在各处的白烟囱当中,在大西洋中洋脊有一个深海热泉区,叫做失落城市,是最有可能的生命摇篮候选地点。这里喷出的海水是高度碱性的,且缺乏二氧化碳,但富含甲烷,温度也比较适宜。邻近的黑烟囱可能有提供失落城市的生命在演化时所必需要的二氧化碳,补全了支持最早有机体所必要的所有元素,这些有机体才能发散出去,形成现今地球上多样化的生命。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. Lilian Chiu- Bruce Sung-觀漢居士
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翻译:Lilian Chiu
审核:Bruce Sung/天文志愿文章组-觀漢居士
排版:零度星系
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1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:https://www.youtube.com/watch?v=de1hiS_XjWg
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