地球上最早生命的起源长期以来一直让科学家们着迷。我们可以重现产生它的条件吗？

大约 45 亿年前，新形成的地球没有动物、植物和细菌。然而仅仅几亿年后，第一个原始生命形式就出现了。这究竟是如何发生的是科学上最大的谜团之一，但我们可能比以往任何时候都更接近于找出引发它的原因。现在，研究人员正在实验室中重现这一过程方面取得了长足的进步。

当地球最初形成时，地球上的环境太不适合生命生存。剧烈的火山喷发将硫化氢喷入大气中，氧气很少，地球还面临着小行星的频繁轰炸。

然而我们知道，仅仅 2 亿年后，地球就变成了一个更加热情的地方。化石记录显示，大约37 亿年前，世界上就充满了简单的单细胞生物。那么这些最初的生命形式是如何诞生的呢？

人们一致认为，生命的存在需要甲烷等有机含碳化合物，再加上水和能源。这种火花将启动创造更复杂分子所需的化学反应，例如氨基酸（蛋白质的组成部分）和RNA（一种存在于所有活细胞中的核酸，其结构与DNA相似）。但是是什么提供了火花，我们可以重新创造它吗？

一种想法是，早期地球上存在的强烈紫外线辐射和闪电可能为氨基酸以及后来在海洋中形成 DNA 和 RNA 等分子提供了能量。

1952 年，试图重现早期地球的大气条件。他们将氨、甲烷和水蒸气注入一个封闭的玻璃容器中，然后通过烧杯传递电火花以模拟雷击。令人惊讶的是，氨基酸自发形成。然而，后来的研究表明，模拟的大气条件当时不太可能存在于地球上。另一个问题是，四十亿年来，地球大部分被冰覆盖，在这种情况下闪电很少击中。

然而，闪电可能是在火山灰云中形成的。有充分的理由认为这种情况会产生强烈的雷暴。2022 年，南太平洋的水下火山喷发，向大气中喷出气体、火山灰和海水蒸气的混合物，距离52.8 公里。结果是，短短 5 分钟内就发生了 25,508 次闪电，令人震惊。

早期地球上有很多小火山岛，怀疑这些火山喷发得相当猛烈，而且数量很多。

火山会向大气中喷出一氧化碳和氢气等气体。伴随着火山喷发的强烈闪电可能提供了将这些气体转化为氨基酸的火花。

在最近的研究中，含有一氧化碳和氢气的装置中模拟火山闪电。

果然我们发现了氨基酸。

这些氨基酸最初是在大气中形成的，然后落到火山的侧面。一旦到达那里，它们可能会被冲进小池塘和湖泊，在那里生命会更容易繁殖。

这与之前的论点相呼应，即生命不可能在公海中开始，因为产生的任何碳基化学物质都会立即漂走，并且距离不够近，无法与其他分子发生反应。然而，在浅水池中，来自太阳的热量会使水蒸发，从而使氰化氢等化学物质浓缩在一起，使它们更频繁地相遇。研究人员在实验室中重现了这样的过程，成功地从氰化氢中创造了生命的三个主要分子组成部分——DNA 、蛋白质和脂质。

但一些科学家仍然对这一理论持怀疑态度。

在他们看来，生命起源于水池的问题在于，那里没有明显的驱动力。

理论认为，紫外线辐射可以激发氰化物分子，使它们发生反应，但早期地球上存在多少氰化物是值得怀疑的。人们认为最早的生命形式是从氢气和二氧化碳中生长出来的，而不是氰化物，而且化学途径完全不同，所以你的起点与生命的起点不同。

海底的热液喷口更有可能是生命起源的地方。这些迷宫般的结构就像远离大海的避风港。这里，富含矿物质的炽热液体从地壳的小缝隙中冒出气泡。

热液喷口提供大量氢气，我们认为早期海洋富含二氧化碳，因此热液喷口可能是这些化学物质聚集在一起的理想混合区。

当氢气与二氧化碳反应时，会形成羧酸。您可以用这些物质制造脂肪酸链（细胞膜的主要成分）和氨基酸。

热液喷口中心的孔隙可能在催化氢和二氧化碳之间的反应中发挥了至关重要的作用。它们的结构几乎像细胞一样，其膜含有铁硫矿物质。孔的外部相对于内部也带正电，这被称为质子梯度。这与细胞中发生的过程相同。

这种细胞状结构有效地打破了氢气和二氧化碳反应之间的障碍。

它们都是非常稳定的气体——它们通常不容易发生反应——但铁硫矿物和质子梯度的结合使它们发生反应。

在过去的十年中，研究人员已经开始通过实验证明益生元化学物质可以在水热条件下形成。2019年，甚至成功地在类似于热液喷口的环境中创造了简单的“原型细胞” 。

选取了一些脂肪酸和脂肪醇（之前的研究表明它们可以在水热条件下形成），并试图让它们自发形成基本的细胞

源：BBC