在深海喷口中发现的纳米结构在没有生命的情况下产生能量

隐藏在太平洋深处 - 近 6,000 米（19,685 英尺）深处马里亚纳海沟– 是一组热液喷口，这可能为地球上生命是如何开始的提供一些重要线索。

这是由日本理化学研究所和东京工业大学领导的一项新研究得出的结论，这组热液喷口的显著之处在于它们能够在没有任何活细胞帮助的情况下产生能量。

科学家们发现纳米结构通风口周围可以起到选择性的作用离子通道，这意味着它们的工作原理有点像水下过滤器——让某些类型的带电粒子通过，同时阻挡其他类型的粒子。

通过这种选择，可以产生微小但显着的电压差异，与我们自身细胞膜中的有机通道没有什么不同。在这种情况下不涉及有机材料，这表明能源产生——称为渗透能量转换– 可能在生命出现之前就在地球上建立起来，为活细胞的形成提供合适的环境。

“在深海热液喷口中发现的离子通道的自发形成对地球及更远地区的生命起源有直接影响，”说来自理化学研究所的生物化学家 Ryuhei Nakamura。

热液喷口是渗入地壳的岩浆加热水重新进入海洋的薄弱点。这种循环水富含矿物质，充满活力，这就是为什么科学家认为深海热液喷口可以发挥作用的原因生命的起源.

当前研究中考虑的通风口由复杂的矿物混合物制成，这使得它们对研究特别感兴趣。

仔细观察 84 厘米（33 英寸）的氢氧化镁样品，发现晶体组织成直线通道，控制通过通风口的液体流动，并在表面产生电压差。

“出乎意料的是，我们发现渗透能转换是现代植物、动物和微生物生命中的一项重要功能，可以在地质环境中以非生物方式发生，”说中村。

除了生命的起源之外，这些发现可能有助于蓝色能量收集– 利用渗透能利用盐水和淡水之间的差异发电的发电厂工艺。通过从大自然中汲取一些提示，我们或许能够提高这些技术的效率、可负担性和环保性。

但最重要的是，它让我们更接近于回答有机生命如何从无机材料中产生的问题——以及这在数十亿年前的地球上是如何发生的。科学家有很多不同的想法关于生命的起源，但热液喷口肯定可以都参与其中.

“特别是，我们的研究表明，渗透能量转换是现代生活中的一项重要功能，它是如何在地质环境中以非生物方式发生的，”说中村。

该研究已发表在自然通讯.

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