“堿性熱液噴口啊，也算是預(yù)料之中吧?！?p> 李恒看了一遍王子運(yùn)上傳到樂(lè)園網(wǎng)絡(luò)的那些數(shù)據(jù)與論文。
有關(guān)于生命起源和生命的共祖露卡，很早之前就有了許多種看上去都很合理的猜測(cè)，堿性熱液噴口算是其中相當(dāng)靠譜的一種。
但真正想要完全確定，僅憑地球上找到的那些證據(jù)依舊無(wú)法讓所有人都信服。
對(duì)十幾顆生命星球原始生命進(jìn)行過(guò)充分研究之后，堿性熱液噴口成為了唯一剩下的那一個(gè)。
生命有三大域，細(xì)菌域，古細(xì)菌域，真核生物域。
在地球上，真核生物誕生于15億至20億年前，細(xì)菌和古細(xì)菌則已經(jīng)有了近40億年的歷史。
雖然名稱叫做古細(xì)菌，但它們并不比細(xì)菌更古老，兩者有著同樣古老的歷史。
尋找生命起源和生命共祖露卡，其實(shí)就是研究細(xì)菌和古細(xì)菌這兩大域的生命有著什么共通之處。
其核心就是生物體內(nèi)能量的進(jìn)出和轉(zhuǎn)換，也就是呼吸作用制造ATP的過(guò)程以及對(duì)于質(zhì)子梯度的利用。
簡(jiǎn)單而言，尋找生命起源之處，就要尋找存在天然質(zhì)子梯度的區(qū)域。
那個(gè)地方就是堿性熱液噴口。
比起依賴于巖漿與海底火山，環(huán)境極其不穩(wěn)定，壽命也短得多的黑煙囪，更溫和、更長(zhǎng)壽的堿性熱液噴口是更完美的生命起源地。
形成堿性熱液噴口的條件也很簡(jiǎn)單，只需要橄欖石與水反應(yīng)生成蛇紋巖，這種巖石普遍存在于巖質(zhì)行星的地幔中。
這一反應(yīng)會(huì)釋放氫氣，這些氫氣會(huì)溶于富含氫氧化鎂的堿性溶液中。
堿性熱液噴口具有微孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)熱液持續(xù)通過(guò)這些微孔噴口系統(tǒng)時(shí)，核苷酸這種較大的有機(jī)分子會(huì)被困住。
有機(jī)分子濃度會(huì)持續(xù)積累形成有機(jī)分子濃湯，從而讓氨基酸聚合成蛋白質(zhì)，核苷酸聚合成RNA，形成生命最初所需的原材料。
有了原材料，剩下的就是持續(xù)的能量輸入。
在沒(méi)有光合作用產(chǎn)氧生物的遠(yuǎn)古時(shí)代，大氣中的二氧化碳濃度比現(xiàn)在高得多。
現(xiàn)代地球的海洋pH值大約為8，但在生命起源的遠(yuǎn)古時(shí)代，高濃度的二氧化碳會(huì)使得海洋酸化，pH值只有5~7。
而在堿性熱液噴口的微孔結(jié)構(gòu)中，會(huì)持續(xù)涌出pH值為10的堿性液體，兩者之間的質(zhì)子濃度相差一千倍至十萬(wàn)倍。
有了這種天然的質(zhì)子梯度，最初的生命就有了持續(xù)的能量來(lái)源。
在幾百年前改造金星大氣環(huán)境的工程中，為了消耗金星大氣層中的大量二氧化碳，人類利用從木星采集到的氫氣與其進(jìn)行反應(yīng)。
在中性環(huán)境下，這一過(guò)程是無(wú)法自然發(fā)生的，需要高溫高壓和催化劑才能進(jìn)行。
但在酸堿不平衡的堿性熱液噴口卻不同，氫氣與二氧化碳可以自然反應(yīng)生成甲醛，微孔結(jié)構(gòu)中的硫化鐵則在這一過(guò)程中充當(dāng)催化劑的作用。
整個(gè)過(guò)程所需要的東西相當(dāng)簡(jiǎn)單，巖石，水，二氧化碳。
橄欖石是宇宙中最豐富的礦物之一，也是星際塵埃和吸積盤的主要成分之一。
另一種原材料則是二氧化碳，大多數(shù)行星大氣中，二氧化碳都是主要成分之一。
如今在宇宙中發(fā)現(xiàn)的生命星球也完全符合這一理論。
在大質(zhì)量恒星稀疏的銀河系外圍區(qū)域，平均十顆恒星中就有一顆生命星球存在。
這不算是什么開(kāi)創(chuàng)性的新理論，只是一種在過(guò)往依舊有著爭(zhēng)議的理論在如今終于得到了完全肯定地證實(shí)。
相比起生命起源，對(duì)于太陽(yáng)系周邊的這十幾顆生命星球上原始生命的研究帶來(lái)了另一個(gè)不知是好還是壞的消息。
“露卡算是一個(gè)好消息，許多人多年的研究有了確定性的結(jié)果，若不是人類如今長(zhǎng)久的壽命，他們只能帶著自己的疑惑走向死亡?！?p> 王子運(yùn)先是總結(jié)了一下得到的成果，然后接著道：
“十幾顆生命星球的原始生命，雖然還不算完全確定的證實(shí)，但通過(guò)種種跡象我們已經(jīng)得出了一個(gè)與目前所知的事實(shí)自洽的理論。”
“大過(guò)濾器的第一道濾網(wǎng)已經(jīng)清晰可見(jiàn)，我們?nèi)缃袼诘倪@個(gè)寂靜宇宙向我們揭示了它那冷漠無(wú)情的一角。”
十幾顆生命星球，全都只有原核生物而沒(méi)有真核生物。
在地球上，真核生物起源于十五至二十億年前。
單以地球的歷史來(lái)推論，一顆生存環(huán)境較為穩(wěn)定的星球，平均二十五億年時(shí)間就會(huì)誕生真核生物。
這一時(shí)間推論直接將類似比鄰星b的行星排除了，紅矮星的生存環(huán)境不足以支持誕生真核生物所需的長(zhǎng)久時(shí)間。
另外，類似天倉(cāng)五和南門二這兩個(gè)恒星系統(tǒng)中持續(xù)受到大量隕石撞擊的生命星球也可以去除。
這些隕石就像是復(fù)雜生命的抑制器，讓這些生命星球永遠(yuǎn)都只能維持在簡(jiǎn)單的原核生物時(shí)代。
但除了這些來(lái)自星球之外的因素，人類在宇宙中還發(fā)現(xiàn)了兩顆類似于太陽(yáng)系和地球環(huán)境的生命星球。
這兩顆星球的歷史比起地球還要長(zhǎng)久，環(huán)境也相當(dāng)穩(wěn)定，海洋中的原核生物已經(jīng)有超過(guò)四十億年的歷史。
但它們之中卻仍舊沒(méi)有誕生真核生物。
就像是地球上的細(xì)菌和古細(xì)菌一樣，近四十億年的時(shí)間都維持著自身的簡(jiǎn)單形態(tài)。
原核生物與真核生物有何種區(qū)別？
原核生物的兩大域，無(wú)論是細(xì)菌還是古細(xì)菌，基因的多樣性和生化反應(yīng)的多變性都令人嘆為觀止。
單獨(dú)一個(gè)細(xì)菌的代謝多樣性，就能超過(guò)整個(gè)真核生物域的所有生物，它們生存的那些極端環(huán)境更是真核生物完全無(wú)法適應(yīng)的。
但是，有著如此代謝多樣性的細(xì)菌和古細(xì)菌卻從來(lái)沒(méi)有發(fā)展出與真核生物相當(dāng)?shù)膹?fù)雜結(jié)構(gòu)。
有某種基本的規(guī)則限制了原核生物變得更為復(fù)雜，讓它們無(wú)法發(fā)展出真核生物那樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
這種規(guī)則的核心就是能量。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，是平均每個(gè)基因能得到的能量。
單純從同等質(zhì)量的代謝率比較，真核生物只有細(xì)菌的三分之一，原核生物的能量效率并不比真核生物低。
但若是考慮到真核生物細(xì)胞核中那龐大的基因組，那么真核生物每個(gè)基因的平均能量是細(xì)菌的10萬(wàn)倍。
讓真核生物打破細(xì)菌能量桎梏的是線粒體，一次在歷史長(zhǎng)河中偶然發(fā)生的內(nèi)共生作用。
在這次偶然的事件中，一個(gè)古細(xì)菌和一個(gè)細(xì)菌內(nèi)共生體組成了基因嵌合體，這就是最初的真核生物。
這種內(nèi)共生作用本身是演化歷史中極其罕見(jiàn)的事件，除了線粒體之外，另一個(gè)廣為人知的事件是藍(lán)細(xì)菌變成了葉綠體。
對(duì)于沒(méi)有線粒體和葉綠體的原核生物而言，單純地?cái)U(kuò)大體積沒(méi)有任何好處，唯有通過(guò)內(nèi)共生作用才能支持核基因組擴(kuò)大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
這些是過(guò)往已經(jīng)被人所熟知的理論，對(duì)那兩顆歷史長(zhǎng)久，但只有原核生物存在的生命星球研究得到的新結(jié)論則是：
內(nèi)共生作用發(fā)生的概率比起地球歷史上發(fā)生過(guò)的還要低，穩(wěn)定真核生物的誕生也比起過(guò)往所認(rèn)為的要更困難。
在地球上，有一種名為“源真核生物”的存在，看名字它們似乎是真核生物的起源。
它們最初被視為演化過(guò)程中缺失的環(huán)節(jié)，也就是早期的真核生物。
但隨著了解深入，人類發(fā)現(xiàn)這些源真核生物并非是演化中間型。
恰恰相反，它們?nèi)计鹪从诟鼜?fù)雜的真核生物，祖先擁有所有的真核生物細(xì)胞特征。
源真核生物的存在說(shuō)明，在原核生物與真核生物的生態(tài)位之間，存在著足以容納這種介于兩者之間的生物生存的環(huán)境。
也就是說(shuō)，如果二十億年前曾經(jīng)有許多穩(wěn)定的真核生物種群，它們不會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中快速滅絕，理應(yīng)會(huì)留下痕跡。
但是人類卻沒(méi)有在地球上發(fā)現(xiàn)過(guò)任何早期的真核生物存在過(guò)的痕跡，真核生物共同的祖先一出現(xiàn)就幾乎具有了真核生物的所有特征。
原核生物與真核生物之間存在著一個(gè)巨大的空白區(qū)域。
這意味著早期通過(guò)內(nèi)共生作用誕生的真核生物基因很不穩(wěn)定。
就像寒武紀(jì)生命大爆發(fā)一樣，真核生物的共同祖先在短短幾百萬(wàn)年內(nèi)就演化成熟，其余那些基因不穩(wěn)定的中間型細(xì)胞則在這段時(shí)間內(nèi)全部消亡。
地球上的所有真核生物都有著單一的起源，在那幾百萬(wàn)年里活下來(lái)的一小群基因穩(wěn)定的真核生物成為了如今所有復(fù)雜生物的祖先。
正因如此，所有的真核生物都擁有眾多完全相同的特征，復(fù)雜生物之間的基因才會(huì)有著如此多的相似性。
在水平基因轉(zhuǎn)移盛行的細(xì)菌中，同一種細(xì)菌的不同菌株之間可能有多達(dá)一半基因都不一樣，比所有脊椎動(dòng)物之間的基因差異程度還要大。
內(nèi)共生作用在演化史上出現(xiàn)的微小概率，真核生物的單一起源，早期真核生物基因的不穩(wěn)定性。
所有這些都說(shuō)明了從原核生物到真核生物之間存在著一道巨大的鴻溝。
那兩顆歷史比起地球還要悠久的生命星球上依舊沒(méi)有出現(xiàn)真核生物則有力地證實(shí)了這個(gè)猜測(cè)，讓它從單純的假說(shuō)變成了一個(gè)確定性的理論。
真核生物的誕生只是發(fā)生在地球上的一個(gè)偶然事件，而非是在宇宙中其他生命星球上隨處可見(jiàn)的普遍事件。
大過(guò)濾器的第一道濾網(wǎng)，將大多數(shù)生命星球上的原核生命攔了下來(lái)，阻止他們演變成更復(fù)雜的真核生物。