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热泉中的生命
现代人会直觉地认为,一种生物吸收一个在环境中含量极微的元素,比如镍(Ni)或钼(Mo),来建造与自己生命攸关的器官或蛋白
,似乎是一件匪夷所思的事;因为这些元素在环境中太稀少了,生命利用这么稀少的元素岂不有粮断草绝的风险。我们有这样的想法
,是由于想当然地认为我们当前的环境就是古时候的环境。其实,根据对地质沉积岩层的分析,远古地球生物所生存的环境可能与我
们今日的很不相同。初生的地球是炽热的,地壳单薄而不稳定;在地面或海底,到处都有岩浆喷出。在岩浆演化后期,大量的金属元素和挥发性物质(如水、硅、硫、氯、氟)聚集在残留的热液中。当这种热液侵入周围的岩石裂隙时,它会冷却下来,热液中溶解的元素将结晶出来,形成美丽的水晶石(SiO。)和闪亮的金属硫化物矿物(如黄铁矿(FeS。)、黄铜矿(CuS)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等)。但是,这些
岩浆晚期热液也可能突破地壳薄弱的部位而涌出,形成地表或海底的热泉,就像现在美国黄石公园里成群的热液喷泉一样。在这种热
液喷口处,形成了非常特殊的地球化学环境。那里不仅有很高的温度,而且硫化物和金属元素含量也非常高。这可能就是地球早期生
命的摇篮环境。对于刚刚诞生的生命来说,这种奇异环境就是它们理应生存和理应适应的环境。现存的古菌(Arkaea)大多是嗜热菌和
嗜盐菌,这一事实可以被视为是这种原始地球环境的一个旁证。虽然地球岩浆活跃的高潮已过去几十亿年了,但小规模的热液
喷出还在现代海洋中或陆地上持续进行。研究这些现代热泉为我们提供了一个窗口,去认识远古生命所处的生物地球化学环境。

 

 

 
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