上一集我們說到，生命想要出現(xiàn)，必須要具備兩個(gè)條件。第一個(gè)條件，就是我們要找到一個(gè)環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中可以讓小分子自由地活動(dòng)，從而聚集在一起，形成大分子結(jié)構(gòu)。也就是說，我們要找到一個(gè)液態(tài)環(huán)境。如果是在干燥的陸地上，那么由于重力的原因，只要分子稍微大一點(diǎn)，它們就很容易落到地上，這樣一來它們就很難發(fā)生接觸，形成更加復(fù)雜的大分子結(jié)構(gòu)。第二個(gè)條件，就是在這個(gè)環(huán)境中我們還必須要擁有一個(gè)天然的物理屏障，這樣一來才能讓大分子穩(wěn)定地聚集在一起，形成更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。要知道在純粹的液態(tài)環(huán)境中，分子最終是一定會(huì)均勻地?cái)U(kuò)散在液體中的，這就好像我們把一塊方糖扔到這瓶水中，那么糖分子最終一定會(huì)均勻地?cái)U(kuò)散在水中，而不可能反過來，它們重新又聚集成一塊方糖。這個(gè)是由熱力學(xué)第二定律決定的。

有些人可能會(huì)想，這些所謂的物理法則，是不是限制了科學(xué)家們的想象力，它是一種思維禁錮呢？其實(shí)不然??！如果我們脫離已知的物理法則，去思考生命起源問題，那么就好像有一個(gè)人他不懂力學(xué)規(guī)律，但是他卻想要造出火箭一樣，他永遠(yuǎn)只能是空想。在地球上要滿足第一個(gè)條件，科學(xué)家們首先想到的就是海洋，但問題是海洋很難滿足第二個(gè)條件，海洋中的水太多了，分子無法自然聚集起來，這兩種條件似乎存在著悖論，很難同時(shí)滿足。直到 1977 年發(fā)生了一件奇特的事情，讓生物學(xué)家們看到了一個(gè)過去從未想到過的奇特環(huán)境，這件事情就讓所有的生物學(xué)家們感到激動(dòng)不已。那這到底是一件什么樣的事情呢？

1977年，阿爾文號(hào)潛艇來到著名的加拉帕格斯群島附近的海域，深深地潛入將近 2500 米深的海底。在這片完全漆黑壓力巨大的海底，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)數(shù)十個(gè)丘狀體，不停地噴著黑色和白色的煙霧，含硫化物的熾熱液體，從直徑約 15 厘米的煙囪中噴出，溫度超過 300 攝氏度。科學(xué)家們形象地把這些噴著煙霧的丘狀體，統(tǒng)稱為海底黑煙囪。令人震驚的是，在這樣一個(gè)似乎是生命禁區(qū)的地方，卻發(fā)現(xiàn)了生命！兩年后的 1979 年，帶著很多生物學(xué)家阿爾文號(hào)再次回到這里，對(duì)海底黑煙囪做了一次全面的考察，這次考察刷新了人類對(duì)生命的認(rèn)知。在這樣的一個(gè)極端環(huán)境中，卻存在著一個(gè)完整的生物群落，從細(xì)菌到各種蠕蟲，再到各種蝦兵蟹將，那是應(yīng)有盡有。這些生物不需要氧氣，它們的能量來源是海底火山口的熱量，以及各種硫化物。他們發(fā)現(xiàn)的嗜熱細(xì)菌，能夠在 350 攝氏度的高溫海水中存活。這次發(fā)現(xiàn)徹底刷新了人們對(duì)生命的舊有認(rèn)知，海底黑煙囪的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了一大波科學(xué)家的熱情。他們最先想要解決的問題就是，這些黑煙囪到底是怎么出現(xiàn)的呢？

原來在深深的大洋底部，會(huì)存在著地殼板塊與板塊之間的裂縫，這些裂縫可以直通地底深處的巖漿池，所以當(dāng)海水滲到這些裂縫中后，就會(huì)被加熱到幾百攝氏度，熱的水比冷的水輕，所以這些滾燙的水就會(huì)從裂縫中噴涌而出，在這個(gè)過程中，來自地底深處的各種化學(xué)物質(zhì)也被帶了出來，這樣一來，構(gòu)成生命物質(zhì)的各種化學(xué)原材料就有了，熱水遇到了冷水就會(huì)被降溫，然后那些被帶出來的化學(xué)物質(zhì)就會(huì)慢慢沉淀下來，在大洋的底部形成厚厚的沉積物，而這些沉積物往往有著非常疏松的結(jié)構(gòu)，它們就像是珊瑚礁 布滿了孔洞，也有點(diǎn)像海綿，而這些微小的孔洞就是一些天然的物理屏障，它們會(huì)形成一種類似喇叭口一樣的結(jié)構(gòu)，這樣一來，物質(zhì)就是進(jìn)去容易出來難了。于是生命起源所需要的兩個(gè)重要條件，就都奇跡般地同時(shí)具備了。

在黑煙囪附近有充足的水，分子可以自由地活動(dòng)，然后又可以被密密麻麻的孔洞結(jié)構(gòu)困住，使得小分子有機(jī)會(huì)碰撞聚合成大分子，大分子進(jìn)一步聚合成更大的分子，復(fù)雜結(jié)構(gòu)就在這樣的碰撞聚合中逐漸形成了。實(shí)際上，在深深的大洋深處也并不是完全黑暗的，有一次，美國科學(xué)家在 5000 米深的海底他們把深潛器的燈光關(guān)閉了 5 分鐘，在一片漆黑中，他們?cè)跓嵋嚎诎l(fā)現(xiàn)了光線，這種光線可能被最早的某一種生物利用了。果然，后來科學(xué)家們?cè)诤跓焽韪浇l(fā)現(xiàn)，有一種蝦的背上有感光區(qū)，它能夠感知藍(lán)綠光線。有科學(xué)家猜測(cè)，這可能就是光合作用的最早起源。可能你以為，要尋找生命起源于海底黑煙囪的證據(jù)，那就必須要到深深的大洋底部去。其實(shí)你別忘了，地球上的海洋與陸地一直都是在變遷的，遠(yuǎn)古時(shí)期的海底到了今天 那完全就有可能是陸地了。所以，我們完全有可能就在陸地上找到黑煙囪的遺跡。

2002 年的 5 月份，北京大學(xué)李江海教授的課題小組，就是在這里——興隆縣的安子嶺，發(fā)現(xiàn)了距今 14.3 億年前保存完整的海底黑煙囪的遺跡！14 億年前，華北地區(qū)還是一片汪洋大海，河北興隆一帶，正處于大裂谷最深的海底，在海底黑煙囪的附近，生成了大量的硫化物礦石。這些從當(dāng)?shù)?700 多米深的地下挖出的符合海底黑煙囪特征的礦石，就是最好的證據(jù)。興隆縣黑煙囪遺跡被發(fā)現(xiàn)以后，吸引了大量的國內(nèi)外研究者，很快，就有很多重要的研究成果陸續(xù)發(fā)表出來，例如，2007年8月的《岡瓦納研究》上發(fā)表了一篇論文，它的作者是美國圣地亞哥大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家?guī)焖够?/span>他在這些黑煙囪的化石中發(fā)現(xiàn)的東西，幾乎和今天我們?cè)诤４采习l(fā)現(xiàn)的古生菌，和其他包含細(xì)菌的結(jié)構(gòu)完全一樣，這是黑煙囪假說的有力證據(jù)。

生命的黑煙囪起源假說，是目前科學(xué)界接受度最高的一種假說，在全世界任何一個(gè)自然科學(xué)博物館，講解員都會(huì)給你講一個(gè)生命從海洋爬上陸地的故事。它甚至影響到了，我們探索外星生命的方向。如果說這個(gè)假說是成立的，那么在木衛(wèi)二，也就是歐羅巴星，以及土衛(wèi)二，恩科拉多斯星，它們冰封的大洋底下就完全有可能存在生命。不過，生命誕生于海底黑煙囪的這個(gè)理論，到目前為止，我們還只能說它是一種假說，因?yàn)橐粋€(gè)理論決定它能不能成立，最關(guān)鍵的還是要看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，不過科學(xué)家們到目前為止，還并不能在實(shí)驗(yàn)室中給我們復(fù)現(xiàn)生命誕生的這一奇妙過程。其實(shí)黑煙囪起源說，并不是生命起源的唯一理論，最近這幾年，就有一些學(xué)者他們提出了一種完全不同的生命起源理論。這是怎么一回事呢？咱們留到下集接著說。

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