深海熱液噴口環境作為地球上生命最有可能起源的地方而備受關注。東京工業大學和日本海洋地球科學技術機構(JAMSTEC)的一個研究小組發現了一種新機制,可以利用熱水噴出的能量生成生命原料有機化合物從深海熱液噴口流出。
據推測,早期生命是一種自養生物,使用二氧化碳固定代謝系統,例如還原的乙酰輔酶A途徑和逆檸檬酸循環。然而,目前尚未找到有效的機制來促進深海熱液噴口環境中與CO2固定係統相關的有機化學反應,也不知道這些有機化合物是如何產生的。
與此同時,2017年,法國斯特拉斯堡大學的一組研究人員報告稱,純金屬增強了反向檸檬酸循環中的一些反應。 JAMSTEC此前已證實,沿著熱液噴口附近的熱水和海水之間的電位差會產生電流(熱液發電),我們設想了通過電還原將金屬金屬化的可能性,並在熱液噴口上促進了有機化學反應。表面。
因此,我們再現了推測在早期海底熱液噴口環境中發生的電化學反應場,並進行了驗證實驗。結果表明,包括鐵、銅、鉛和銀的金屬硫化物在幾小時至幾天的範圍內轉變為各自的金屬。此外,該過程中生成的硫化鐵和金屬鐵的絡合物充當還原劑和催化劑,促進生命發展所必需的多種有機化學反應,包括逆檸檬酸循環中的一些反應。
在早期的海底,該實驗中顯示的廣泛的金屬化和有機化學反應被認為極大地促進了生命的出現。可以說,這個結果澄清了一部分能夠產生生命的環境條件。