欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

6 冥古宙—早雨海代:病毒起源

2023-07-15 09:27 作者:风是青的  | 我要投稿

(因为知识的限制,只能勾勒出一些轮廓)

       1977年,忒伊亚假说提出的2年之后,隶属美国俄勒冈州立大学的海洋地质学研究所的深潜机器人在下潜至2600米的东太平洋海隆时,首次发现一个没有阳光的生态系统——黑暗生物群系。

世界广泛分布的海底烟囱

         2000米深的冷冰的海洋似乎有了些许温情,在那个“生命禁区”,发现了一个生机勃勃的生物圈。 在灯光照过去,黑色的浓烟从一条条高耸的[黑烟囱]中冒出,在与冰冷的海水接触后,迅速冷却。其中的硫化物(FeS,H²S等),金属物质反应(如生命所必需的Fe,Cu,Ca等),渐渐沉淀,日积月累下来就形成了像烟囱般的喷口。

烟囱,学名hydrothermal vents(热液喷口)

        硫化细菌是这里最低层的生产者,他们利用硫化氢与铁反应生成黄铁矿,也就是FeS,反应放热,来养活整个黑暗生物圈——包括那些虾,黑暗生物圈的代表西伯达虫(环节动物门西伯达虫科,原须腕动物门)。

西伯达虫

          引起学者注意的不只有这个神奇的黑暗生物圈,还岩浆凝固形成有1~100mm间隔的小房子,这不就是我们所期待的[细胞膜]吗?

      但我们今天的主角不是黑烟囱,而是白烟囱

      与黑烟囱不同,白烟囱喷出的热液是碱性的,而且溶解了大量的氢气,今天我们身体内环境的pH就是微碱性。而黑烟囱溶解了硫化物(FeS,H²S等)显酸性。白烟囱没有大量的岩浆,也没有黑烟囱那么高,FeS在表面蜿蜒爬伸,形成错综复杂的也是1~100mm间隔的小房子。

       生命起源的探索到这时又打开了一扇门,露出无数学者梦寐以求的美丽的真容:

          在38亿年前甚至更早(见结尾),早雨海代晚期大撞击(Late Heavy Bombardment,简称LHB)肆虐地球表面的时候,在深海的一片片烟囱(白烟囱)中,从洋底喷出的热液,汇入洋底温度为2-4°C的海水中,加热到60~90℃,建立了一个温度梯度,其中适合生化反应的温度是80~90℃。

        深海的海水酸性居多,而白烟囱喷出的灼热水流往往呈碱性,原本热液与海水的激烈中和反应被这些直径100μm左右的石头孔隙所约束,在这些小孔隙内释放出了足以被生物大分子所利用的温柔且稳定的化学能

        白烟囱表面的FeS,生命所必需的Fe,Cu,Ca等金属物质,今天依然在我们体内做催化剂。

        在岩石两侧,【细胞】可以利用海水外面的H离子浓度梯度,来推动体内生化反应进行,产生能量,而这套系统今天依然在使用,我们体内一刻不停地进行——有氧呼吸第三阶段和利用光能的光合作用的第一阶段。

        2019年来,加拿大魁北克省 Nuvvuagittuq 带的含铁沉积岩中假定的微生物化石,这些微生物化石至少有 37.7 亿年甚至42.8 亿年的历史,这些沉积岩被解释为与海底热液喷口相关的沉淀物。这些结构以微⽶级管和丝状的赤铁矿(fe2o3)形式出现,其形态和矿物组合与现代热液喷口沉淀物中的丝状微⽣物和较年轻岩石中的类似微化石相似。

        原来LUCA 是被限制在有机隔室网络中的一个细胞系统,她(们)不是一个自由的活细胞,也没有细胞膜。

        有一段漫长的岁月,有一段物质偶然性合成,她可以作为遗传物质的载体,又可以是生化反应的催化剂。她将周围的有机小分子自发性合成复制,完成第一次遗传。在数以亿计的复制中,难免会出现小错误,这便是第一次变异。在今天,她被称为核糖核酸(RNA)。

       RNA不断复制,扩散,追求更多的有机物。在催化作用下,不断有更复杂的有机物合成。

 后来DNA代替RNA作为遗传物质的载体,蛋白质代替成为生化反应的催化剂。RNA则作为关键节点,最终形成中心法则

中心法则


会不会我们的爱 

会被风吹向大海 

不再回来 

每当你向我走来 

告诉我星辰大海 

——《星辰大海》


海洋那么大,我想去看看。LUCA的后代出现了两种不同的选择——正所谓,向左是恶魔,向右是天使。那病毒就是当年选择了向左的恶魔。他们都是不同演化阶段摆烂的DNA或RNA。

duitang.com

        在白烟囱中,物质资源是有一定限制的,当生命演化到一定阶段,自然选择出现了。为了争夺更多的资源,最早的[细胞]不断给自己加上更多的蛋白质等配件,去掠夺别人的资源——这一支就是我们今天的细菌域和古菌域。

     摆烂的那一支,选择白嫖——寄生,他们没有复杂的结构,因为用不上,今天,他也有他的名字——病毒。

地质年代:早雨海代

重大事件:①LUCA

                 ②病毒起源

                 ③细菌和古菌逃离白烟囱

[物种名单]

生物:病毒 virus

生存年代:38亿年前(或更早)至今

特征:结构简单,只含一种核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳构成,必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。

(有关细胞,在太古宙更新)

(拒绝学习病毒的白嫖)


感谢炽魂的修订。大家可以关注微信公众号,行星往事PlanetLegacy,它的作者是炽魂,文章也会在那里同步更新。)

6 冥古宙—早雨海代:病毒起源的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律