生命起源的学说之四（新地球生成论）

随着研究的深入和新的发现，新的地球生成论又相继出现，较有代表性的有以下两种。

1.火山爆发起源说

科学家发现了火山岩石表层存在着有机物。火山喷发时，火山口气体温度高达1200℃，这其中C，H有可能生成简单的有机物，由于当时没有氧，更有利于各种有机物之间发生复杂的化学反应，从而合成出有机聚合物和氨基酸。1983年，费希尔（Fisher）等人发现在极端嗜热的古细菌中存在着一种极原始的代谢方式，依靠CO2为唯一的碳源，并通过硫呼吸（氢被硫氧化产生硫化物）获得能量，现存的极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能就接近于原始地球上最古老的生命形式。

2.深海烟囱起源说

令人兴奋的是科学家又发现了在深海处，有类似烟囱的热液喷出口，那里没有阳光，温度很高，却有许许多多微生物和生物，原始生命非常有可能就孕育在那里。

1977年，美国伍兹霍海洋研究所的阿尔文号考察潜艇，在太平洋东部加拉帕戈斯群岛海域下潜至3000米处，惊讶地发现了生活在深海海底热液口附近的生物群。温度高达300～400℃、富含硫化物和重金属的热液不时从海底喷出，冷却后就形成了耸立于海底的“黑烟囱”，此外还发现了喷出碳酸盐、硫酸盐，颜色发白的“白烟囱”。尽管浓度很高的硫化物形成了一般生物无法生存的剧毒环境，在深海烟囱的周围却有着生机盎然的家园，那里的水深为2000～3000米，压力为26.5～30兆帕，水温在喷口达350℃左右。从喷口向外形成一个水温从高到低的温度渐变的梯度带。在靠近喷口的地区生存着极端嗜热的细菌和大量繁殖力很强的蛤、贻贝和深海蠕虫。喷出的水中有CH4，CN等有机分子和H2，Ne，Ar，CO，CO2，H2S，Fe，Mg，Cu，Zn，Mn，Ba，Si等气体和金属、非金属元素，其浓度也向外形成了一个梯度带，这种有着丰富化学元素的环境也就为生命诞生的前期化学反应提供了充足的条件。有位参加考察的科学家惊奇地写道：“我进入活火山口地区的第一个反应，就像孩子进了迪士尼乐园。我简直不敢相信所看到的景象——奇怪的粉红色的鱼，紫色的章鱼，一群白色的螃蟹，成千上万棕色的贻贝和巨大的白蛤，在火山口，一大片蠕虫在一根根高达4米的竖管顶端，摆弄着松软的鲜红色羽毛状的东西，真像是在另一个星球上发现了生命。”

3～4米长的管状蠕虫是热液口生物的典型代表。它们没有口和肛门，头部有着许多片状红色触手，可以自由活动。头部以下为白色革质栖管，底端固定在海底，体内有数以亿计的细菌共生，其重量约占到蠕虫虫体的60%。为蠕虫提供营养的正是这些共生菌，它们借助海底热液中喷出的硫化氢通过化学反应来获取能量，又从海水中获取氧，然后和二氧化碳进行碳素固定来合成生命所需的有机物。管状蠕虫的生长速度最快可达每年85厘米。

科学家们的这一发现无疑是生命科学史上一次具有无比深远意义的重要发现，同时这个极其重要的发现，也为生命新自生论找到了现实的依据。海底热液口喷发的热液温度高达350～400℃，最高温度可达410℃，却仍有微生物存在。在高温和高压条件下它们还能生存和繁衍，不能不使人感到生命的神奇！

海底微生物的发现深深震惊了科学界。科学家们认识到：过去他们所熟悉和研究的仅仅只是生物圈的一部分。生命科学家一直是把化石作为研究生命起源的重要依据，然而，人们现在才发现真正的“主角”应该是地球上现有的原始类型的原核生物，它们在地球的生命起源和生命进化中起着非常重要的作用，也许它们才是地球上全部生命系统的真正基础。

根据已知的生命科学研究，在生命的进化史上，80%以上的进程是古细菌和细菌这两类原始类型原核生物所主导的。科学家认为，在地球形成初期这些原核生物就已出现和繁衍，而且是当时地球厌氧环境中碳和硫循环的起决定作用的主要贡献者。

地球上的生态系统中不仅有我们所熟悉的、依赖光合作用生产有机物的阳光食物链，同时我们又发现了还存在着依靠地球内部的能量，在深海的环境中，通过化学合成作用生产有机物的“黑暗食物链”，而这黑暗食物链完全有可能就形成生命的起源。

1996年，美国基因组学研究所的科学家对生活在海底热液口的一种甲烷菌进行了基因组测序，破译了1700个基因，证实了古菌属于原始原核生物，是与生命的其他两个分支（细菌和真核生物）不同的第三大分支中的一员，据分析它们已存活了30多亿年，很可能就是原始生命的最早形式。

科学家在研究中还发现，只要深海火山一活动，喷出高温的富含硫化氢等化学物质的热液后，用不了多长时间，一两个月以后，再潜下去的科学家就能用肉眼看到一个新出现的生物群落，再过3年左右的时间，就可以见到一个完整的生物链，这就是“从无到有”的生命产生的过程。很可能是在热液喷发后，其中的有机物利用了热液中的营养组分进行了原始的自体复制，这种单体结合的繁衍所需要的催化剂就来自热液中的无机离子或小的有机分子。地球最早的生命很可能就是在这一地球深部的环境中诞生的。

我国的地球化学专家、中国科学院的丁抗博士现正在美国明尼苏达大学主持着一个高温高压热液实验室，近10年来他一直活跃在深海探测领域，曾17次坐美国“阿尔文”号载人潜器深入海底，他所研制的耐高温高压化学传感器曾参加过七八十次深潜考察。丁抗指出：到目前，科学家已在全球100多个热液体系中发现了550种以上的新物种，这个数值正以每月大约2个的速率继续增长。“2500米深的海底，生命非常茂密，几乎比亚马逊河还要繁茂。”科学家还发现了许多古细菌，发现这些生物具有许多人们尚不知道的基因。研究表明，这些生物在基因序列上，远远早于恐龙，它们很可能是地球生物的共同的祖先。

在深海烟囱未被发现之前，对于现在地球上是否还存在着由无机物直接演变成生命体的条件这一问题，很多人是持否定态度的，因为现在地球的大气层已不是最初原始的大气层了，即使有微量的有机物形成，那么它们不是被氧化，就是会被无处不在的微生物所吞噬，根本没有进一步发展成大分子的机会。

可是现在，根据科学家在深海的最新研究，当今地球上还是有着化学进化的独特环境的。不仅有了生成新生命的物理、化学条件和环境，而且又有了相关的实验证明，这就表明了，地球上新的生命还是可以诞生的。

面对深海烟囱这样一个重大发现，地球人已不得不开始认真研究这样一个问题：或许在如今海洋的某些深处，原始的生命还正在不断地生成？