“黑色煙霧”中的生命
    文/王凡
    目前，有關(guān)生命起源最為堅(jiān)實(shí)的證據(jù)還是來自于地球，科學(xué)家們一直在尋找地球上最古老的生命化石。從已得到的非常稀少的化石推算，地球生命出現(xiàn)在35億年前，之后地球在漫長(zhǎng)的歲月中經(jīng)歷了劇烈的火山活動(dòng)和地質(zhì)變遷，徹底地改變了模樣，尋找古老生命化石并非易事。值得慶幸的是，在非洲、澳大利亞和格陵蘭島等地還是發(fā)現(xiàn)了35億年形成的火山熔巖和沉積燧石，最早的生命被凝固在這些巖石內(nèi)。
    盡管人們對(duì)生命起源有不同的看法，但有一點(diǎn)是一致的，那就是最早生命的誕生必須有水。正因如此，人們發(fā)現(xiàn)木星的一顆衛(wèi)星表面覆蓋大量冰時(shí)，自然會(huì)聯(lián)想起是否存在有生命的可能。就地球而言，最早的生命肯定起源自海洋。科學(xué)家認(rèn)為海水能溶解許多物質(zhì)，這些物質(zhì)的分子在水中不停地碰撞和結(jié)合，極有可能產(chǎn)生一些大而復(fù)雜的生命誕生所必需的大分子物質(zhì)。由于合成這樣的大分子物質(zhì)需要巨大的能量，而這種能量很可能來自海底的火山活動(dòng)，為此，科學(xué)家將探索的目光瞄向海底的火山。
    1977年，海洋生物學(xué)家在海底火山口附近發(fā)現(xiàn)了生物，盡管火山口附近的水溫高達(dá)350℃，生命卻依然生機(jī)勃勃。在火山附近的熱水中生活著巨蛤、貽貝、有孔線蟲和其他一些說不出名的生物，它們不需要陽光，僅僅依靠海水中的硫化物作為能量。
    令人稱奇的是，海底的活火山口會(huì)不斷向外噴射出黑色的液體，就像股股的黑色煙霧裊裊上升，科學(xué)家將這一景觀稱之為“黑色煙霧”。
    “黑色煙霧”的形成似乎非常簡(jiǎn)單，活火山通過地殼的裂縫不時(shí)向外噴射熔巖，熔巖遇到低溫的海水立即冷卻下來，使得噴射口處熔巖凝固成像“煙囪”一樣?；鹕絿姲l(fā)時(shí)，海水不斷地通過縫隙流入“煙囪”，由于“煙囪”內(nèi)溫度極高，海水會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)急劇升高到1000℃左右。在極度的高壓下，海水無法變?yōu)闅怏w，這樣，極度高溫的海水就會(huì)與周圍的巖石發(fā)生作用，使巖石內(nèi)含有的硫化鐵、硫化鋅和硫酸鈣等礦物質(zhì)溶解在水中。然后含有大量礦物質(zhì)的海水隨著熔巖一起從“煙囪”口噴射出來，遇到冰冷的海水時(shí)，這些硫化物又形成黑色的沉淀物，隨著水流上升，就形成所謂的“黑色煙霧”?！昂谏珶熿F”大小不一，多數(shù)高度為10米，最高的“黑煙”可高達(dá)13米，“黑煙”直徑也從30厘米到1米不等。
    認(rèn)為生命起源于海洋的科學(xué)家相信，“黑色煙霧”是產(chǎn)生生命的搖籃，海水中所含有硫和其他礦物質(zhì)在高溫、高壓下合成有機(jī)化合物，當(dāng)黑色的海水逐漸上升時(shí)，這些有機(jī)物分子開始冷卻，水中含鐵顆粒和其他礦物質(zhì)與有機(jī)物分子相互作用，吸附在有機(jī)物的表面，然后再經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使水中的有機(jī)物質(zhì)形成氨基酸或更大的有機(jī)分子，這些分子再通過鏈接成為蛋白質(zhì)樣顆粒。這些蛋白質(zhì)樣顆粒非常之小，呈球形，冷卻后就成了細(xì)胞最基本的結(jié)構(gòu)。值得注意的是，在實(shí)驗(yàn)室模仿海底火山口高溫高壓情況已合成了相應(yīng)的一些大分子物質(zhì)，支持了這一學(xué)說?？茖W(xué)家還認(rèn)為黑色的海水除了為生命的起源提供了必需的物質(zhì)外，還可以遮擋來自太空的有害射線的輻射，這一點(diǎn)在生命誕生時(shí)確是至關(guān)重要的。
    為了證明這一學(xué)說，2000年，海洋生物學(xué)家喬治和安娜乘坐深海潛水器對(duì)海底“黑色煙霧”進(jìn)行了探險(xiǎn)。他們操縱潛水器上的機(jī)械臂對(duì)“黑色煙霧”化學(xué)成分和溫度，以及是否存在微生物進(jìn)行探測(cè)。果然，在“煙囪”出口處的海水中發(fā)現(xiàn)了微生物，他們認(rèn)為這種生活在極端高溫下的微生物是最早微生物的后代，是地球上所有生物的祖宗。由于微生物生存的海水中硫化氫和硫化鐵含量很高，推測(cè)這兩種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)后能產(chǎn)生氫氣是微生物生長(zhǎng)所需的能量。當(dāng)然也有人不同意他們的這一看法的，認(rèn)為只有當(dāng)微生物學(xué)家對(duì)微生物的DNA進(jìn)行分析鑒定后才能定論。
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