最早的细胞可能是从海底的温泉中冒出来的

我们仍然不知道地球上的生命是如何开始的超过 35 亿年前,但一项新的研究支持了这样一种观点,即我们最早祖先的重要成分来自涉及古代热液喷口的反应。

单元格最明显的特征之一是脂肪膜它划定了一个边界,将生物化学集中在内部,并将其与外部的混沌分开。

通过在模拟的古代海水中混合氢、碳酸氢盐和富含铁的磁铁矿,英国纽卡斯尔大学的一组研究人员发现它们可以形成一系列有机分子,包括一组长链脂肪酸。

研究人员写道,这些长链脂肪酸是形成地球上最早细胞膜的“有力候选者”,但它们本身的起源仍然笼罩在神秘之中。

“生命起源的核心是细胞隔室,这对于将内部化学与外部环境隔离开来至关重要,”主要作者Graham Purvis,杜伦大学博士后研究员。

“这些隔间通过浓缩化学物质和促进能量产生来促进维持生命的反应,”他增加,“有可能成为生命最早时刻的基石。

热液喷口被广泛认为是最早时刻的可能环境,因为它们是非生物发生所必需的热量和化学成分的关键组合。

大洋中脊热液喷口处的黑烟熏者。(图片:NOAA)

研究人员在实验室中重建了地球原始海洋的关键化学特征,以及旨在模仿某些类型的热液喷口流出的热碱性水。

他们将这些富氢流体与一氧化碳混合2-富含磁铁矿的海水,磁铁矿是一种富含铁的矿物,当时地球上已经存在。

所得脂肪酸的长度可达 18 个碳原子,具有具有亲水性(吸水性)或疏水性(拒水性)的独立区域,使它们能够在水生环境中自然形成有机“口袋”。

作者解释说,一旦古代热液喷口周围的条件产生了形成细胞膜所需的脂肪酸,这些膜就可能被卷入更广泛的生化传奇中,最终为地球增添了生命。

虽然我们仍然没有关于那部古代戏剧如何展开的细节,但像这样的研究可以大大有助于拼图拼凑在一起。

细胞膜的出现是地球历史上一个具有里程碑意义的事件,尽管存在许多挥之不去的问题,但这提供了一个令人信服的重演,说明它是如何发生的。

“我们认为这项研究可能为生命如何起源于我们的星球迈出了第一步。乔恩·特林(Jon Telling),纽卡斯尔大学的生物化学家。

“我们实验室的研究现在继续确定第二个关键步骤,”他补充道,并进一步阐明了“第一个潜在的'原型细胞',这些细胞继续形成第一个细胞生命。

除了对理解我们星球上生命的影响外,研究人员指出,类似的膜形成反应可能仍然发生在一些外星海洋中,例如那些冰冷的卫星,如欧罗巴恩克拉多斯.

该研究发表在通信、地球与环境.

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