地球生命或起源于地下深處
鳳凰科技訊 北京時(shí)間12月17日消息，國外媒體報(bào)道，地球上的生命是如何出現(xiàn)的仍是科學(xué)界最大的謎題之一，但對“深層生物圈”的最新研究表明地球上第一批自我復(fù)制的生命形式可能起源于地下深處，而非普遍認(rèn)為的地表?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)了生活和繁殖在地下5千米深處的微生物，研究表明它們很可能在與地表生物圈完全隔離的環(huán)境里存活，它們甚至可能已經(jīng)存在了幾十億年。
對深層生物圈的最新研究之一發(fā)現(xiàn)，這些微生物形成了獨(dú)特的地下群體，后者是由基因相似的個(gè)體組成。這些隔離生命形式表現(xiàn)出的全球相似性表明它們可能是從相同的祖先直接進(jìn)化而成，這些祖先生活在地球生命起源的同一時(shí)期，也即35億年前。
日益增多的研究人員相信生命最初可能位于地下巖石的裂縫里，它們并非依賴陽光提供的能量，而是依賴以氫氣和甲烷形式存在的化學(xué)能量，在高溫和高壓環(huán)境下特定類型的巖石可以產(chǎn)生這些氣體。
在深層生物圈最新發(fā)現(xiàn)的近親全球微生物群落為這一觀點(diǎn)——也即生命并非起源于表面湖泊和海洋的“原始湯”，而是地下巖石充滿水的裂縫里——提供了進(jìn)一步的支持，美國密西根州立大學(xué)的馬特·施倫克（Matt Schrenk）這樣說道。
“兩年前，我們就有了地下巖石里存在哪些微生物或者它們以什么為食的觀點(diǎn)，自那時(shí)起，就出現(xiàn)了大量研究極大的擴(kuò)展和豐富了數(shù)據(jù)庫?！?施倫克博士說道。
這項(xiàng)研究對比了在北美、歐洲、南非和日本地下深處巖石裂縫里抽取的以氫為食的微生物的DNA序列。令研究人員感到意外的是，他們發(fā)現(xiàn)這些微生物的DNA相似度高達(dá)97%——這使得它們幾乎可以被看作是相同物種，施倫克博士說道。這項(xiàng)研究被展示在美國舊金山召開的美國地球物理學(xué)會會議上。
“大洋之隔的鳥類或者魚類彼此間非常相似，這很好理解，但想象彼此相隔16000千米、生活在極端深處、高壓和高溫的堅(jiān)硬巖石裂縫之間的微生物幾乎相同，這并非易事?！卑l(fā)現(xiàn)于約翰內(nèi)斯堡礦井4千米至5千米深處的微生物據(jù)稱能夠生活在更深的海底下方。
“我們并不知道這些有機(jī)物能夠存活的深度極限是多少，它們能夠存活于地下10千米深處。有可能生命起源于地下深處，只是我們不知道而已?！?施倫克博士表示。生命起源于原始湯的經(jīng)典觀點(diǎn)來自于1953年美國芝加哥大學(xué)哈羅德·尤里（ Harold Urey ）和斯坦利·米勒（Stanley Miller）的研究，研究發(fā)現(xiàn)利用原始湯里較簡單的化學(xué)物質(zhì)并將其結(jié)合，在靜電放電的幫助下——據(jù)稱它類似于閃電作用，形成相對復(fù)雜的生命基本建構(gòu)單元是可能的。
然而，其它研究人員指出了這一場景里存在的問題，例如35億年前地球表面遭受密集的紫外線輻射，這將迅速毀壞任何暴露在紫外線下的復(fù)雜生物分子，此外還有小行星的撞擊，它能輕而易舉的毀滅地表的生命，更別說有機(jī)會進(jìn)化了。
“生命并非產(chǎn)生于溫暖的小池塘，而是躲避在地殼表面下方溫暖的小裂縫，或者海洋深處不受地表動蕩事件的干擾，這一觀點(diǎn)是可以預(yù)想和接受的?！奔幽么蠖鄠惗啻髮W(xué)的地球物理學(xué)家芭芭拉·舍伍德·洛拉(Barbara Sherwood Lollar)這樣說道，他同時(shí)也是施倫克博士一項(xiàng)名為“深碳觀測計(jì)劃”(Deep Carbon Observatory)的10年研究項(xiàng)目的同事。
研究還發(fā)現(xiàn)，這些地下微生物還利用了一種名為Serpentisation的地質(zhì)過程，也即在高溫和高壓環(huán)境下，當(dāng)水與礦物橄欖石接觸時(shí)就會產(chǎn)生氫氣和甲烷。這些微生物把氫氣作為燃料，把甲烷作為碳的來源，使得它們能夠完全獨(dú)立于生活在地球表面的光合微生物。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)這些地下微生物能夠在高達(dá)120攝氏度和壓力為地表50倍的環(huán)境里存活，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)或具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)應(yīng)用的潛力。“利用它們的基因和編碼的酶具有無限的潛力，” 施倫克博士解釋道。
對地球深層生物圈以及地下微生物是如何在極端環(huán)境里存活的知識可以幫助天體生物學(xué)家尋找火星上的生命，據(jù)稱火星地表環(huán)境非常惡劣，不利于有機(jī)生物體的存活。（編譯/嚴(yán)炎劉星）
