“黑色烟雾”中的生命
文/王凡
目前，有关生命起源最为坚实的证据还是来自于地球，科学家们一直在寻找地球上最古老的生命化石。从已得到的非常稀少的化石推算，地球生命出现在35亿年前，之后地球在漫长的岁月中经历了剧烈的火山活动和地质变迁，彻底地改变了模样，寻找古老生命化石并非易事。值得庆幸的是，在非洲、澳大利亚和格陵兰岛等地还是发现了35亿年形成的火山熔岩和沉积燧石，最早的生命被凝固在这些岩石内。
尽管人们对生命起源有不同的看法，但有一点是一致的，那就是最早生命的诞生必须有水。正因如此，人们发现木星的一颗卫星表面覆盖大量冰时，自然会联想起是否存在有生命的可能。就地球而言，最早的生命肯定起源自海洋。科学家认为海水能溶解许多物质，这些物质的分子在水中不停地碰撞和结合，极有可能产生一些大而复杂的生命诞生所必需的大分子物质。由于合成这样的大分子物质需要巨大的能量，而这种能量很可能来自海底的火山活动，为此，科学家将探索的目光瞄向海底的火山。
1977年，海洋生物学家在海底火山口附近发现了生物，尽管火山口附近的水温高达350℃，生命却依然生机勃勃。在火山附近的热水中生活着巨蛤、贻贝、有孔线虫和其他一些说不出名的生物，它们不需要阳光，仅仅依靠海水中的硫化物作为能量。
令人称奇的是，海底的活火山口会不断向外喷射出黑色的液体，就像股股的黑色烟雾袅袅上升，科学家将这一景观称之为“黑色烟雾”。
“黑色烟雾”的形成似乎非常简单，活火山通过地壳的裂缝不时向外喷射熔岩，熔岩遇到低温的海水立即冷却下来，使得喷射口处熔岩凝固成像“烟囱”一样。火山喷发时，海水不断地通过缝隙流入“烟囱”，由于“烟囱”内温度极高，海水会在极短的时间内急剧升高到1000℃左右。在极度的高压下，海水无法变为气体，这样，极度高温的海水就会与周围的岩石发生作用，使岩石内含有的硫化铁、硫化锌和硫酸钙等矿物质溶解在水中。然后含有大量矿物质的海水随着熔岩一起从“烟囱”口喷射出来，遇到冰冷的海水时，这些硫化物又形成黑色的沉淀物，随着水流上升，就形成所谓的“黑色烟雾”。“黑色烟雾”大小不一，多数高度为10米，最高的“黑烟”可高达13米，“黑烟”直径也从30厘米到1米不等。
认为生命起源于海洋的科学家相信，“黑色烟雾”是产生生命的摇篮，海水中所含有硫和其他矿物质在高温、高压下合成有机化合物，当黑色的海水逐渐上升时，这些有机物分子开始冷却，水中含铁颗粒和其他矿物质与有机物分子相互作用，吸附在有机物的表面，然后再经过一系列复杂的化学反应，使水中的有机物质形成氨基酸或更大的有机分子，这些分子再通过链接成为蛋白质样颗粒。这些蛋白质样颗粒非常之小，呈球形，冷却后就成了细胞最基本的结构。值得注意的是，在实验室模仿海底火山口高温高压情况已合成了相应的一些大分子物质，支持了这一学说。科学家还认为黑色的海水除了为生命的起源提供了必需的物质外，还可以遮挡来自太空的有害射线的辐射，这一点在生命诞生时确是至关重要的。
为了证明这一学说，2000年，海洋生物学家乔治和安娜乘坐深海潜水器对海底“黑色烟雾”进行了探险。他们操纵潜水器上的机械臂对“黑色烟雾”化学成分和温度，以及是否存在微生物进行探测。果然，在“烟囱”出口处的海水中发现了微生物，他们认为这种生活在极端高温下的微生物是最早微生物的后代，是地球上所有生物的祖宗。由于微生物生存的海水中硫化氢和硫化铁含量很高，推测这两种化学物质反应后能产生氢气是微生物生长所需的能量。当然也有人不同意他们的这一看法的，认为只有当微生物学家对微生物的DNA进行分析鉴定后才能定论。
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