生命起源時的第一個化學反應是如何開始的？它們的能量來源是什么？德國杜塞爾多夫大學（HHU）的研究人員重建了現(xiàn)代生物分化前的最后共同祖先“露卡”（縮寫為LUCA）的新陳代謝，并確定了長期尋求的能量來源——氫氣。

在實驗室中，HHU分子進化研究所的威廉·馬丁教授團隊使用海底熱液噴口中發(fā)現(xiàn)的催化劑和條件進行化學實驗。他們確定了402種代謝反應，這些反應自大約40億年前生命起源以來幾乎沒有變化。因為這些反應對所有細胞都是共同的，所以它們也存在于LUCA中。

在最原始的現(xiàn)代細胞中，一些化合物由現(xiàn)代環(huán)境中存在的簡單分子合成，這些分子也存在于早期地球的熱液噴口中：氫、二氧化碳和氨——這代表著LUCA的代謝網絡。

發(fā)表在《微生物學前沿》上的研究結果表明，LUCA的新陳代謝不需要外部能源，例如紫外線、隕石撞擊、火山爆發(fā)等。相反，在許多現(xiàn)代海底熱液噴口的典型環(huán)境中，新陳代謝反應向前發(fā)展所需的能量源于新陳代謝本身。換句話說，幾乎所有LUCA的新陳代謝反應都是自己釋放能量的：生命的能量源于生命本身。

研究人員解釋稱，在“失落之城”——大西洋中部產生氫氣的熱液場環(huán)境中，大約95%～97%的LUCA代謝反應可以自發(fā)地進行，不需要任何其他能源。在熱液系統(tǒng)的黑暗深淵中，氫氣是“化學陽光”。現(xiàn)代能源技術正在研究利用與生命完全相同的氫特性。只是生命擁有40億年的“氫技術經驗”，而人類才剛剛起步。

◎ 來源|科技日報