新证据表明地球生命始于浅水 而不是深海

摘要:

对于地球生命的复杂进化,学界已经有了比较一致的意见。但是“从无到有”的这个神秘阶段,仍引发了无尽的思考。普遍的假设是,地球生命始于海洋,热液喷口提供了恰当的化学反应。然而麻省理工学院(MIT)的一项新研究,却指出古代海洋没有足够的氮元素、反而浅水池更有可能是生命的发源地。

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南极洲知名水塘(Don Juan Pond),图自:Pierre Roudier / Flickr 。

学界的观点是,氮元素(N)是生命从无到有的关键一环。

当氮氧化物与原始 RNA 混合时,它会被化学诱导成为一个氨基酸,然后逐步演化成为一个简单的生物体。雷电会分解大气中的氮键,然后氮氧化物会在下雨的过程中降落到地表上。

然而根据 MIT 的这项新研究,在前往热液喷口、并开启生命孕育的过程中,氮氧化物可能坚持不了那么长的时间。

团队指出,此前的研究有两个被忽视的因素 —— 首先,氮氧化物会在水中分解;此外,来自太阳的紫外线、以及来自演示的溶解贴,也对该过程不利。

研究一作 Sukrit Ranjan 表示:“如果考虑这两项因素,那么海洋里的含氮氧化物浓度,将是此前计算的 1/1000 ”。问题是,既然海洋中没有足够的氮氧化物,那生命又该从何处起源呢?

MIT 团队指出,浅水塘应该是更好的选项 —— 因为化合物被稀释的体积很小,所以池塘中的浓度较高,更有可能与 RNA 等分子相互作用。

Ranjan 表示:“如果你认为生命的起源需要固定的氮,那么生命的起源就很难在海洋中发生。而在深度 10~100 厘米、表面积数十平方米的池塘中,这种情况显然更容易发生”。

有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《地球化学 / 物理学 / 地理系统》(Geochemistry, Geophysics, Geosystems)期刊上。原标题为:

《Nitrogen Oxide Concentrations in Natural Waters on Early Earth》

《早期地球天然水体中的氮氧化物浓度》

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