摘要：对于生命是最先诞生于地球表面火山热泉喷口，还是起源于深海热液，目前科学界仍有争论。11月28日出版的最新一期的《自然 ・通讯》（Nature Communications）杂志刊载了中国科学院南京地质古生物研究所的一项新成果，为陆地热泉生命起源假说提供了新线索

对于生命是最先诞生于地球表面火山热泉喷口，还是起源于深海热液，目前科学界仍有争论。11月28日出版的最新一期的《自然 ・通讯》（Nature Communications）杂志刊载了中国科学院南京地质古生物研究所的一项新成果，为陆地热泉生命起源假说提供了新线索。

“我们通过跨学科合作，模拟出了早期地球陆地火山热泉喷口蒸汽环境。多次对比实验发现，陆地热泉环境下无机物通过化学反应转变为有机物的效率更高，最高可达到10倍，可为后续生命起源需要的大分子物质提供有利条件。”中国科学院南京地质古生物研究所副研究员南景博介绍，这一研究结果不仅可为探索生命起源提供新方向，还可为未来寻找地外生命提供依据。比如，火星早期就有很多陆地热泉环境。

对于地球第一个生命，业内普遍认为是地球演化过程中的一次偶然的化学现象。简单的无机物通过化学反应转变为有机物，有机物发展为生物大分子，直到出现一个最简单、最原始的细胞，最终演化出地球上缤纷多彩的各类生命形态。但这个演化发生地所在尚存争议。

目前主要存在两种假说，一种是深海热液生命起源假说，认为生命最早诞生在深海——早期地球的地壳中会有大量的裂缝形成的腔室，而地热流会流经这些腔室形成温度差，形成地球早期热液系统，其中富含铁硫化物，这些铁硫化物可能类似于现代代谢系统中的酶辅因子，参与了生命前的化学反应。

另一种则是陆地热泉生命起源假说。一些科学家认为生命可能诞生于地表热泉区域这一开放性环境。这里同样富含铁硫化物，且具备间歇性的干湿循环过程，可助力有机分子的浓缩，促进更复杂分子的形成，为生命的起源提供重要的化学基础。更重要的是，地表热泉环境能接触到阳光，为光热催化反应提供了动力来源。

本次研究中，南景博与日本国立材料科学研究所（NIMS）罗舜钦博士，澳大利亚新南威尔士大学Quoc Phuong Tran博士等多家单位的学者合作，发现铁硫化物在早期地球陆地热泉中通过非酶催化作用对气态二氧化碳（CO₂）还原和前生命有机分子形成的潜在作用，这一过程或为生命起源提供了关键的化学基础。该研究为理解地球早期生命起源提供了新方向，并指出了铁硫化物在陆地热泉生命起源假说中的重要性。

“早期地球紫外线更强，因此我们还分别设置了紫外-可见光（300–720 nm）和增强紫外光（200–600 nm）照射实验，发现在增强紫外光照射下，掺锰的铁硫化物催化活性进一步增强。”南景博解释，这一结果揭示光能可能在这一反应中发挥了激发作用，促进了化学反应的进行。而锰这一金属元素热泉环境中较为常见，掺锰的铁硫化物在120°C（陆地热泉温度）的反应条件下表现出显著的催化效果。研究团队还发现，水蒸气的引入可进一步提升反应活性，这指示陆地热泉蒸汽喷口可能是早期地球非酶有机合成的关键场所。

该研究得到了国家自然科学基金、现代古生物学和地层学国家重点实验室开放基金、核资源与环境国家重点实验室基金、澳大利亚研究理事会探索项目以及未来学者奖、日本文部科学省（MEXT）材料纳米架构世界顶级研究中心及北海道大学光激子工程项目的支持。

南京日报/紫金山新闻记者 张安琪

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