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六合彩结果  生命是在炎热的火山环境中产生的,或者正如查尔斯·达尔文在一封信中所说的那样(见go.nature.com/2q8w3n5),在“一些温暖的小池塘”中?我们是否需要调用包含ice3的全局设置或者海底设置是否足够1-5? Ménez等人在“自然”杂志上撰写了一份关于海底下岩石材料的分析报告,这些材料称为蛇纹热液喷口,这是一种排放碱性,富含气体的水的温泉。作者提供的证据表明,那里发生的化学反应可能为生命开始奠定基础 - 通过一种非生物介导的过程产生氨基酸。
 
在海底,一个被充分表征的热液喷口形式,称为黑烟囱烟囱,发生在火山岩,富含岩浆的环境中。这些通风口将酸性流体排放到海洋中,这些流体具有高浓度的气体以及化学还原形式的金属。
 
然而,在2000年,偶然发现了一个名为Lost City的大西洋中部海底地点,发现了另一种类型的热液喷发环境7。失落之城的通风口被发现是一种称为蛇纹石化的过程 - 水和一种称为橄榄岩的岩石之间的化学相互作用,其中含有富含镁,铁和二氧化硅的矿物质。蛇纹石化产生的碱性条件有助于形成雄伟的富含碳酸盐的塔(图1)。蛇纹石化还产生氢和各种有机分子,包括甲酸盐,乙酸盐和丙酮酸盐,它们可能对支持迷失之城的微生物生命很重要,也可用于导致地球生命的生化步骤8,9。对失落之城的研究提供了宝贵的科学发现,极大地改变了我们对热液喷口和地球早期地质历史的理解10。它们还导致了关于生命起源的可能环境背景的可测试假设。
 
在模拟岩浆热液喷口中条件的实验室实验中,氨基酸可以通过化学反应合成,不需要生物投入。然而,在蛇纹石化热液喷口中是否会发生这种非生物生成的氨基酸尚不清楚。在Lost City发现的流体中检测到氨基酸,但其来源尚未确定。
 
 
为进一步调查,Ménez及其同事分析了在洛斯特城海底170米深处钻探取得的岩石样本中的材料。作者提供了大量证据表明含氮氨基酸色氨酸的存在,在这种情况下,不太可能是由生物介导的过程产生的。他们报告了从三种高分辨率技术获得的数据,这些技术与色氨酸的存在一致。研究人员还发现其他有机化合物可能是色氨酸合成的中间体。 Ménez等人。提出这种合成可能是Friedel-Crafts反应的结果,因为他们发现了分子吲哚,它是通过这种反应合成色氨酸的中间有机化合物。它们用于非色素合成色氨酸的情况通过不存在其他氨基酸而增强,如果存在生物来源,例如岩石样品的微生物污染,则存在这些氨基酸。
 
为了扩展Ménez和同事关于色氨酸非生物合成的报告,Lost City的未来研究应该尝试收集足够量的液体以确定存在的色氨酸的结构性质,称为手性。分子可以以两种镜像手性形式存在。通过非生物学方法合成分子通常导致这两种形式的比例相等,而生物合成的氨基酸通常主要以一种形式或另一种形式制成。
 
作者的工作也揭示了在水热通风条件下将氮分子(N2)还原为氨的机制的长期谜团。在大多数在热液喷口环境中检测到氨的情况下,发现它来自有机物质的埋藏沉积物来源,而不是来自热液喷口13中的非生物合成。 Ménez及其同事提出,他们检测到的皂石是一种含铁粘土矿物,据报道它可以作为合成有机化合物和将N2还原成氨的催化剂,可能与色氨酸合成有关。非生物生成氨源,以及皂石提出的杂环胺分子如色氨酸的催化,也提高了非生物合成其他杂环胺的可能性,所述杂环胺称为嘧啶和嘌呤,它们是核酸DNA和RNA的组分。此外,皂石具有促进有机聚合物形成的潜力15,16。


除了可能在生命起源中重要的有机化合物的合成和积累的潜力之外,蛇纹石化具有另外两个特征,这些特征对生命起源和可居住条件的建立具有有趣的影响5,8。一个特征是蛇纹石化产生热量。在蛇纹石化反应部位4的温度梯度可以达到200℃以上。
 
 
 反过来,这又促进了水化,从而促进了岩石的膨胀,这是蛇纹石化的另一个有趣特征。然而,如果部分海底“下沉”(俯冲)进入地球内部作为构造板移动,其下降到深部地下区域时遇到的更大的热量和压力将扭转这种蛇形化,并且在这种逆转期间释放的水可能有助于在海底产生火山14。反过来,这可能有助于回收支持生命的关键要素。
 
生命起源时的地质记录,35亿至44亿年前,富含含铁和镁的矿物(形成地球镁铁质地壳的岩石的特征),以及可能从中提取的其他元素。岩石在高温水介导的过程中,强烈指向当时的热液活动。
 
 
然而,在地球历史的第一个十亿年中,来自地幔的热量对于板块构造来说太大了17,18。因此,主要通过海底火山从地球内部散失热量。地壳中含有丰富的硅酸盐矿物质和铁17,18,可以实现高速蛇纹石化,并产生高浓度的氢和有机化合物。
 
在此期间,海水通过火山岩的广泛循环可能导致热量,流体和气体从深处上升以产生对流电池 - 这种现象的特征在于由于存在的液体或气体的密度差异而产生的电流。在火山岩环境中,这可能导致温度,压力,化学成分和湿 - 干循环的相关梯度(已知水合 - 脱水循环促进包括有机化合物聚合的化学反应)。
 
 
无论生命起源如何以及最初建立的环境如何,蛇纹石化可能在促进生命所需的有机化学品供应方面发挥着重要作用。
 
了解失落之城的蛇纹石化具有更广泛的科学意义。土星冰冷的月球土卫二具有许多已知的能够支持生命19,20的化学特性,这些化学特性可以在诸如失落之城的蛇形环境中看到。无论土卫二,或者其他冰冷的卫星,如木星的木卫二,是否能够或确实支持生命,它们都可以提供对可能导致生命的地球化学过程的洞察力。这种地球化学分析似乎支持这样的假设,即热液系统可能在生命起源中起着重要作用。
 
 
Ménez及其同事以及其他研究热液喷口的工作的影响更为深远,因为了解这些环境特征的努力可能有助于寻找地球以外的生命。具有地球物理特性证据的行星体,包括板块构造和热液系统,可能比缺乏这种地球物理特性的行星体具有更高的获得和支持碳基生命的可能性。如果是真的,那么针对这样的行星也可能增加我们找到这种生命的可能性。
 

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