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地球上有關生命起源的假說眾多。“生命起源于海底熱液噴口”便是其中一種。近日，東華理工大學、長安大學等科研人員發表在《美國地質學會公報》上的一項新研究，揭示了海底熱液促進華南下寒武統黑色頁巖的金屬富集。海底熱液再次引發關注。

1977年，“阿爾文”號潛水器在東太平洋加拉帕加斯斷裂帶近2500米深處，發現了海底熱液噴口以及轟動世界的熱液生物群落。

與陸地上光合作用產生有機質的生態系統不同，這是一個完全不依賴光合作用的化能自養生態系統，其內生活著的化能自養微生物，能利用熱液噴口不斷釋放的甲烷、硫化氫等氣體參與的氧化還原反應，釋放化學能，并以二氧化碳為原料合成有機物，為底棲動物提供生存基礎。熱液區常見的底棲動物有軟體動物門的螺、貽貝、蛤，節肢動物門的蝦、蟹，環節動物門的管狀蠕蟲，刺胞動物門的海葵等。另外，共生也是這個生態系統中比較常見的種間關系，如管狀蠕蟲和化能自養微生物。

在生命起源所需要的幾個關鍵條件上，科學家的觀點基本一致：液態水、物質要素（如碳、氫、氧、氮及各種微量元素）、能量供應，以及抵御早期地球形成時對原始生命造成威脅的天體碰撞、宇宙輻射、強紫外線等適當的環境條件，還有必要的時間。這樣，海底熱液環境成了“生命起源”的理想場所。

覆蓋地球表層的海洋早在42億年前就已經形成了，當時地球構造活動頻繁，熱液活動普遍。熱液中發生多種化學反應，可以滿足生命起源過程中的物質和能量需求。由于海底熱液噴口可以在很小的空間尺度上提供巨大的理化梯度，并形成不同條件的微環境，因此可以大大縮短生命演化的時間。另外，模擬實驗表明，海底熱液環境中，可以形成一些初級有機物，能夠為地球上生命的起源與演化提供最初的有機質積累。

“生命起源于海底熱液噴口”的假說有以下兩個證據。

證據一：嗜熱的“共同祖先”。科學家根據“分子鐘”理論和基于生物基因序列勾勒出“生命演化樹”。一個生物越接近演化樹的“根”部，就說明它起源得越早。科學家發現，位于“生命演化樹”“根”部的大多是嗜熱的古菌和細菌。如今，這些極端嗜熱微生物大多是從海底熱液環境中分離得到的，平均最佳生長溫度超過80攝氏度。嗜熱應該是現存嗜熱微生物從“共同祖先”繼承下來的最原始的生理特性之一。這是生命起源于海底熱液噴口的重要證據之一。

證據二：不需要太陽的“黑暗食物鏈”。長久以來，光合作用和氧氣一直被認為是生命起源的必要條件之一——盡管相關假說無法解釋“光合作用出現”滯后于“生命的出現”這一現象，直到人類在黑暗的海底熱液噴口處發現了無機化能自養微生物。由于熱液和海水在理化性質上存在巨大差異，化學反應頻繁，所釋放的能量十分可觀。自養微生物正是利用這些能量，成為海底熱液生態系統的初級生產者，并支撐整個生態系統的繁榮。

另外，海底熱液地球化學和生物化學的相關性，也為生命起源于海底熱液環境提供了線索。例如，生物代謝機理過程中，與電子轉移密切相關的鐵硫蛋白中心與熱液循環過程中形成的鐵硫礦物在結構和成分上存在諸多相似性。這從生物學的角度加強了地球早期生命與無機世界之間的聯系。