“海底热液喷口” 可以孕育生命

深海热泉形成的黑烟囱（资料图片）

土卫二深处或拥有孕育生命的热液海洋（NASA资料图片）

NASA在火星上发现干涸河谷地貌（NASA资料图片）

研究人员在实验室里模拟深海热液的生态环境（NASA资料图片）

□那拉

近日，欧洲航天局公布了“火星快车”卫星拍摄到的一组图像，显示火星表面的惠更斯环形山附近一个地区存在一片干涸河谷。这个推断从侧面表明：火星表面曾存在丰富的水资源。这似乎离“证实火星上曾经有生命存在”又近了一步。这也算是人类一直在外太空寻找地外生命的一个新进展。

而关于寻找宇宙中的潜在生命这件事，最近NASA（美国国家航空航天局）喷气推进实验室的科学家在玻璃瓶中构建了一套“原始海洋”模型，模拟生命起源的过程，他们发现，在缺乏阳光与空气的深海高温环境下，也可以形成生命基本构建物质，存在孕育出最终生命形态的可能。这又为我们提供了一个新的可能：在很多以前我们认为不可能的环境下其实可以存在潜在生命体。

“黑烟囱”附近的孑遗物种

深海热液俗称“黑烟囱”，存在于大陆板块与海洋板块之间的火山口，主要出现在2000米水深的大洋中脊和断裂活动带上，有时喷出物高达200多米，形状与烟囱几乎一模一样，其附近的海水温度也因此高达400℃。深海热液又可以被称为“热液硫化物”，已是日益受到国际关注的海底矿藏。

海洋科学家们经过实地考察后认为：“热液硫化物”是海水侵入海底裂缝，受地壳深处热源加热，溶解地壳内的多种金属化合物，再从洋底喷出烟雾状的喷发物冷凝而成的，因此它含有铜、锌、铅、金、银等多种元素。据说美国已把海底热液矿床看做是未来战略性金属的潜在来源，并且由政府出面，制订了中长期开发计划。

重要的是，在“黑烟囱”周围，人们还发现了许多耐高温、耐高压、不怕剧毒、无需氧气的生物群落。这些生物群落有助于科研人员研究极端环境下生物的生存进化方式以及生命起源问题，因此更引起世界各国的高度重视。比如一种最具有代表性的生物，身长达3米的管状蠕虫，它们没有口腔和肛门，靠体内的硫细菌供给营养。这些硫细菌就来自“黑烟囱”。

大量的海底研究发现，在“黑烟囱”周围广泛存在着极端嗜热的古细菌，它们可以生存于350℃的高温热水及2000-3000米的深水环境中，成为孑遗物种，即古老生物的“残遗种”。

“黑烟囱”周边环境其实可以满足各类化学反应，科学家们认为，只有地球早期的环境才与此类似，因此提出了“原始生命起源于海底黑烟囱周围”的理论，认为地球早期水热环境和嗜热微生物可能非常普遍，地球早期的生命可能就是嗜热微生物。

烧瓶中的“年轻地球海洋”环境

正是为了探索生命的起源，美国NASA喷气推进实验室的天体生物学家们，进行了一场“模拟海洋”的实验。他们认为，因为阳光无法穿透几千米深的海水，深渊海床的状况基本上只有黑暗和严寒，如果生命能够在地球海洋最深处的这种类似早期原始地球地质状况中成长、发育，那么宇宙的其他地方，是否也会存在同样可能？

他们在实验室里建起这个模拟“深海热液”环境的模型。就是在试验玻璃烧瓶里建立起一个类似的生态环境，这里面包含了水、矿物质以及通常在海底热液喷口附近发现的氨和丙酮酸分子——它们被视为生命构成的必要前提条件，然后将混合物加热至70℃，并降低氧含量，从而营造出与“原始海洋”条件类似的实验室模型。他们称之为“玻璃烧瓶中的年轻地球海洋”。

接着，他们发现该模型中产生了一种值得留意的物质——氨基酸。氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质，它在蛋白质合成中至关重要，它能转变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质，也能转变为碳水化合物和脂肪，并能氧化成二氧化碳和水及尿素，最终产生能量。

研究人员认为，这种物质的存在极有可能孕育出最初的生命形态。相关研究内容，已经发表在2月25日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。不过，研究人员目前并没有在烧瓶中真正孕育出生命体，但他们相信持续地研究下去，会对40亿年前地球生命的起源，有更深入的了解。

同时，他们认为，既然已证明地球深海环境可以有生命存在，那么在其他星球上如果有类似的海底环境，可能也存在着形成氨基酸等简单反应的条件，从而孕育出生命体。这将有助于人类在宇宙中扩大搜寻潜在生命的范围。

土卫二成最可能存在地外生命的地方

几年前，人类对土卫二等天体已有了惊人发现：作为土星的第六大卫星，土卫二是一颗覆盖着厚厚冰层的大理石球体，但是在冰冷的外表下，它拥有与地球深海热液喷口类似的海底环境。这或许意味着土卫二存在着与早期地球海洋中相似的单细胞低等生命体，甚至不排除更加复杂高等的生命存在的可能性。

这个发现来自于美国NASA卡西尼探测器的探测结果。卡西尼探测器从2004年抵达土星开始了探测任务，至今已经有15个年头了。2018年年底，在它传回的土卫二的图像中，人们发现这颗直径约500公里的小卫星表面分布着一些裂隙和沟壑。其北极地区布满了大量的撞击坑和一些奇怪的地表痕迹，而其南极地区则存在着水汽喷泉和大量气体。卡西尼在从土卫二南极的水汽喷泉中穿过时，其携带的设备甚至检测到了氢气的存在，这可能与海底发生的水热化学反应有关。由此，科学家们宣布，这颗星球上被证明拥有适宜微生物生存的全部条件。

在2018年4月14日发表在《科学》杂志上的相关论文中，美国西南研究所的Hunter Waite说道，“这里有水，有有机物，现在证明连能量来源（水热化学反应的产物）都有了。虽然生命所需的硫和磷还没有被发现，但这不影响土卫二成为太阳系中最有可能存在地外生命的地方。”

不过遗憾的是，至今他们仍没有直接找到地外生命存在的证据。或许，土卫二目前还处于类似于地球几十亿年前的状况——新生命的诞生还需要漫长的时间。

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