生命起源在哪裡?《Science》研究告訴你,在海底 | 人類生命起源
回答生命起源的問題,就和回答「先有雞還是先有蛋」一樣難,不過關於這難題的研究,近期有了新進展。科學家發現,海底熱液噴氣口周圍有3種金屬化合物,能使氫氣和二氧化碳發生反應,形成對細胞生長至關重要的高能量有機化合物。研究小組認為,高溫高壓的海底熱液噴氣口,很可能是地球生命的開始。「新陳代謝先起源」假說一直以來,關於地球生命的起源有多種觀點假說,「新陳代謝先起源」是其中之一。「新陳代謝先起源」假說認為,早期地球化學過程會產生簡單的富含能量化合物,推動複雜分子合成,為生命和人類進化提供原料。通常情況...
回答生命起源的問題,就和回答「先有雞還是先有蛋」一樣難,不過關於這難題的研究,近期有了新進展。
科學家發現,海底熱液噴氣口周圍有 3 種金屬化合物,能使氫氣和二氧化碳發生反應,形成對細胞生長至關重要的高能量有機化合物。研究小組認為,高溫高壓的海底熱液噴氣口,很可能是地球生命的開始。
「新陳代謝先起源」假說一直以來,關於地球生命的起源有多種觀點假說,「新陳代謝先起源」是其中之一。
「新陳代謝先起源」假說認為,早期地球化學過程會產生簡單的富含能量化合物,推動複雜分子合成,為生命和人類進化提供原料。
通常情況下,這假說會與「複製先起源」假說一起擺上檯面。
不同於「新陳代謝先起源」假說,「複製先起源」假說認為前生物合成的有機化合物能透過非生物自發聚合,形成有自我複製能力的遺傳資訊系統,並逐漸擁有「新陳代謝」能力。
關於這兩種地球生命起源假說的爭論一直不相上下。不過,近期一項研究發現為「新陳代謝先起源」假說增添一筆新論據。
杜塞爾多夫大學進化生物學家 William Martin 和斯特拉斯堡大學化學家 Joseph Moran 研究團隊在海底熱液噴口發現能生成有機分子的 3 種金屬化合物──甲酸鹽、乙酸鹽和丙酮酸鹽,這些化合物能把營養物質轉化為細胞生長。
早在 2016 年,William Martin 帶領的研究團隊就已發現關於初始新陳代謝的線索。
團隊掃描數千種細菌和古生菌基因組,辨識出 355 種有共同基因編碼的蛋白質。這些蛋白質表明,初始微生物會在高溫下大量繁殖並消耗氫氣,再透過電解將海洋的無機二氧化碳轉化成富含能量的有機化合物。
這同樣支援初始微生物生活在熱液噴口附近的觀點,因為噴口周圍有初始新陳代謝需要的所有條件。
為什麼海底熱液噴口處可能是地球生命的開始?研究表明,現代生物會透過乙酰輔酶 a(acetyl-CoA)途徑將氫和二氧化碳結合形成有機分子。這過程將必要有機分子注入生化過程,進而推動蛋白質、碳水化合物和脂質生成;這些物質正是細胞能量代謝的核心。
問題是,現代生物是用 11 種 15,000 個氨基酸組成的酶執行乙酰輔酶 a 途徑,而地球初始有機...