发布日期：2025-05-21 10:14 点击次数：84
地球最早的生命细胞通过地球化学反应获取能量，慕尼黑大学的研究团队如今在实验室成功重现了这一过程。
地球所有生命的最早祖先可能依赖氢气获取能量，并以甲烷作为代谢副产物，在温暖环境中繁衍生息。慕尼黑大学研究人员通过化石证据和基因分析重建远古代谢路径后得出这一结论。其中相对简单的乙酰辅酶A途径，至今仍存在于许多微生物中。
为更好理解地球最早生命体的代谢机制，由慕尼黑大学地球与环境科学系威廉·奥尔西教授带领的团队，在实验室模拟了40至36亿年前的早期地球环境。这些实验复制了现代海底"黑烟囱"热液喷口的某些特征，但关键区别在于远古海洋含有更高浓度的溶解铁。
在没有额外营养物质的条件下，研究人员在实验中制造了微型"黑烟囱"。如同海底自然发生的过程，铁和硫在高温下发生地球化学反应，形成马基诺矿（FeS）等硫化铁矿物，同时产生氢气（H₂）。
在这些"化学花园"中，单细胞古菌詹氏甲烷球菌不仅存活下来，其表现更远超预期。"这种古菌不仅过度表达了乙酰辅酶A代谢的某些基因，实际上还实现了指数级增长。"研究第一作者凡妮莎·赫尔姆布雷希特解释道。该成果已发表于《自然·生态与进化》期刊。
这种从海底热液喷口沉积物中分离出的超嗜热微生物，成为通过乙酰辅酶A途径产甲烷的典型研究对象。"雷根斯堡大学古菌中心的先进设备为实验提供了关键支持。"奥尔西教授特别感谢迪娜·格罗斯曼教授和罗伯特·赖歇尔特博士的协助。
化学花园中的细胞始终紧邻马基诺矿颗粒，这与某些远古矿物沉积层中发现微生物化石痕迹的地质证据相符。研究人员推断，约40亿年前硫化铁矿物沉淀过程中的化学反应，为最初生命细胞提供了足够能量，为年轻地球上首批微生物的氢依赖代谢奠定了基础。
这种基于无机化学反应产氢的产甲烷作用，由此成为进化史上已知最古老的能量生成方式。
慕尼黑大学的地球生物学家们正在思考：这种代谢过程是否可能在地外发生？土卫二恩克拉多斯等天体是否存在古菌的生存环境？
NASA已将该土星卫星列为潜在生命候选地，科学家怀疑其冰壳下的"苏打海洋"与岩石核心之间存在热液活动。"我们下一步将模拟土卫二环境，测试古菌能否在其中生存繁衍。"赫尔姆布雷希特透露了后续研究计划。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！