6 冥古宙—早雨海代:病毒起源
(因?yàn)橹R(shí)的限制,只能勾勒出一些輪廓)

? ? ? ?1977年,忒伊亞假說(shuō)提出的2年之后,隸屬美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的海洋地質(zhì)學(xué)研究所的深潛機(jī)器人在下潛至2600米的東太平洋海隆時(shí),首次發(fā)現(xiàn)一個(gè)沒(méi)有陽(yáng)光的生態(tài)系統(tǒng)——黑暗生物群系。

? ? ? ? ?2000米深的冷冰的海洋似乎有了些許溫情,在那個(gè)“生命禁區(qū)”,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)生機(jī)勃勃的生物圈。 在燈光照過(guò)去,黑色的濃煙從一條條高聳的[黑煙囪]中冒出,在與冰冷的海水接觸后,迅速冷卻。其中的硫化物(FeS,H2S等),金屬物質(zhì)反應(yīng)(如生命所必需的Fe,Cu,Ca等),漸漸沉淀,日積月累下來(lái)就形成了像煙囪般的噴口。

? ? ? ? 硫化細(xì)菌是這里最低層的生產(chǎn)者,他們利用硫化氫與鐵反應(yīng)生成黃鐵礦,也就是FeS,反應(yīng)放熱,來(lái)養(yǎng)活整個(gè)黑暗生物圈——包括那些蝦,黑暗生物圈的代表西伯達(dá)蟲(環(huán)節(jié)動(dòng)物門西伯達(dá)蟲科,原須腕動(dòng)物門)。

? ? ? ? ? 引起學(xué)者注意的不只有這個(gè)神奇的黑暗生物圈,還巖漿凝固形成有1~100mm間隔的小房子,這不就是我們所期待的[細(xì)胞膜]嗎?
? ? ? 但我們今天的主角不是黑煙囪,而是白煙囪。
? ? ? 與黑煙囪不同,白煙囪噴出的熱液是堿性的,而且溶解了大量的氫氣,今天我們身體內(nèi)環(huán)境的pH就是微堿性。而黑煙囪溶解了硫化物(FeS,H2S等),顯酸性。白煙囪沒(méi)有大量的巖漿,也沒(méi)有黑煙囪那么高,F(xiàn)eS在表面蜿蜒爬伸,形成錯(cuò)綜復(fù)雜的也是1~100mm間隔的小房子。

? ? ? ?生命起源的探索到這時(shí)又打開了一扇門,露出無(wú)數(shù)學(xué)者夢(mèng)寐以求的美麗的真容:
? ? ? ? ? 在38億年前甚至更早(見結(jié)尾),早雨海代晚期大撞擊(Late Heavy Bombardment,簡(jiǎn)稱LHB)肆虐地球表面的時(shí)候,在深海的一片片煙囪(白煙囪)中,從洋底噴出的熱液,匯入洋底溫度為2-4°C的海水中,加熱到60~90℃,建立了一個(gè)溫度梯度,其中適合生化反應(yīng)的溫度是80~90℃。

? ? ? ? 深海的海水酸性居多,而白煙囪噴出的灼熱水流往往呈堿性,原本熱液與海水的激烈中和反應(yīng)被這些直徑100μm左右的石頭孔隙所約束,在這些小孔隙內(nèi)釋放出了足以被生物大分子所利用的溫柔且穩(wěn)定的化學(xué)能。
? ? ? ??白煙囪表面的FeS,生命所必需的Fe,Cu,Ca等金屬物質(zhì),今天依然在我們體內(nèi)做催化劑。
? ? ? ??在巖石兩側(cè),【細(xì)胞】可以利用海水外面的H離子濃度梯度,來(lái)推動(dòng)體內(nèi)生化反應(yīng)進(jìn)行,產(chǎn)生能量,而這套系統(tǒng)今天依然在使用,我們體內(nèi)一刻不停地進(jìn)行——有氧呼吸第三階段和利用光能的光合作用的第一階段。
? ? ? ? 2019年來(lái),加拿大魁北克省 Nuvvuagittuq 帶的含鐵沉積巖中假定的微生物化石,這些微生物化石至少有 37.7 億年甚至42.8 億年的歷史,這些沉積巖被解釋為與海底熱液噴口相關(guān)的沉淀物。這些結(jié)構(gòu)以微?級(jí)管和絲狀的赤鐵礦(fe2o3)形式出現(xiàn),其形態(tài)和礦物組合與現(xiàn)代熱液噴口沉淀物中的絲狀微?物和較年輕巖石中的類似微化石相似。
? ? ? ? 原來(lái)LUCA?是被限制在有機(jī)隔室網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)細(xì)胞系統(tǒng),她(們)不是一個(gè)自由的活細(xì)胞,也沒(méi)有細(xì)胞膜。

? ? ? ? 有一段漫長(zhǎng)的歲月,有一段物質(zhì)偶然性合成,她可以作為遺傳物質(zhì)的載體,又可以是生化反應(yīng)的催化劑。她將周圍的有機(jī)小分子自發(fā)性合成復(fù)制,完成第一次遺傳。在數(shù)以億計(jì)的復(fù)制中,難免會(huì)出現(xiàn)小錯(cuò)誤,這便是第一次變異。在今天,她被稱為核糖核酸(RNA)。
? ? ? ?RNA不斷復(fù)制,擴(kuò)散,追求更多的有機(jī)物。在催化作用下,不斷有更復(fù)雜的有機(jī)物合成。??
?后來(lái)DNA代替RNA作為遺傳物質(zhì)的載體,蛋白質(zhì)代替成為生化反應(yīng)的催化劑。RNA則作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),最終形成中心法則。


會(huì)不會(huì)我們的愛?
會(huì)被風(fēng)吹向大海?
不再回來(lái)?
每當(dāng)你向我走來(lái)?
告訴我星辰大海?
——《星辰大海》
海洋那么大,我想去看看。LUCA的后代出現(xiàn)了兩種不同的選擇——正所謂,向左是惡魔,向右是天使。那病毒就是當(dāng)年選擇了向左的惡魔。他們都是不同演化階段擺爛的DNA或RNA。

? ? ? ? 在白煙囪中,物質(zhì)資源是有一定限制的,當(dāng)生命演化到一定階段,自然選擇出現(xiàn)了。為了爭(zhēng)奪更多的資源,最早的[細(xì)胞]不斷給自己加上更多的蛋白質(zhì)等配件,去掠奪別人的資源——這一支就是我們今天的細(xì)菌域和古菌域。
? ? ?擺爛的那一支,選擇白嫖——寄生,他們沒(méi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),因?yàn)橛貌簧希裉?,他也有他的名字——病毒?/span>

地質(zhì)年代:早雨海代
重大事件:①LUCA
? ? ? ? ? ? ? ? ?②病毒起源
? ? ? ? ? ? ? ? ?③細(xì)菌和古菌逃離白煙囪

[物種名單]
生物:病毒 virus
生存年代:38億年前(或更早)至今
特征:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只含一種核酸(DNA或RNA)和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成,必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型生物。
(有關(guān)細(xì)胞,在太古宙更新)
(拒絕學(xué)習(xí)病毒的白嫖)

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