在深海噴口中發(fā)現(xiàn)的納米結構在沒有生命的情況下產(chǎn)生能量

隱藏在太平洋深處 - 近 6,000 米（19,685 英尺）深處馬里亞納海溝– 是一組熱液噴口，這可能為地球上生命是如何開始的提供一些重要線索。

這是由日本理化學研究所和東京工業(yè)大學領導的一項新研究得出的結論，這組熱液噴口的顯著之處在于它們能夠在沒有任何活細胞幫助的情況下產(chǎn)生能量。

科學家們發(fā)現(xiàn)納米結構通風口周圍可以起到選擇性的作用離子通道，這意味著它們的工作原理有點像水下過濾器——讓某些類型的帶電粒子通過，同時阻擋其他類型的粒子。

通過這種選擇，可以產(chǎn)生微小但顯著的電壓差異，與我們自身細胞膜中的有機通道沒有什么不同。在這種情況下不涉及有機材料，這表明能源產(chǎn)生——稱為滲透能量轉(zhuǎn)換– 可能在生命出現(xiàn)之前就在地球上建立起來，為活細胞的形成提供合適的環(huán)境。

“在深海熱液噴口中發(fā)現(xiàn)的離子通道的自發(fā)形成對地球及更遠地區(qū)的生命起源有直接影響，”說來自理化學研究所的生物化學家 Ryuhei Nakamura。

熱液噴口是滲入地殼的巖漿加熱水重新進入海洋的薄弱點。這種循環(huán)水富含礦物質(zhì)，充滿活力，這就是為什么科學家認為深海熱液噴口可以發(fā)揮作用的原因生命的起源.

當前研究中考慮的通風口由復雜的礦物混合物制成，這使得它們對研究特別感興趣。

仔細觀察 84 厘米（33 英寸）的氫氧化鎂樣品，發(fā)現(xiàn)晶體組織成直線通道，控制通過通風口的液體流動，并在表面產(chǎn)生電壓差。

“出乎意料的是，我們發(fā)現(xiàn)滲透能轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代植物、動物和微生物生命中的一項重要功能，可以在地質(zhì)環(huán)境中以非生物方式發(fā)生，”說中村。

除了生命的起源之外，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于藍色能量收集– 利用滲透能利用鹽水和淡水之間的差異發(fā)電的發(fā)電廠工藝。通過從大自然中汲取一些提示，我們或許能夠提高這些技術的效率、可負擔性和環(huán)保性。

但最重要的是，它讓我們更接近于回答有機生命如何從無機材料中產(chǎn)生的問題——以及這在數(shù)十億年前的地球上是如何發(fā)生的。科學家有很多不同的想法關于生命的起源，但熱液噴口肯定可以都參與其中.

“特別是，我們的研究表明，滲透能量轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代生活中的一項重要功能，它是如何在地質(zhì)環(huán)境中以非生物方式發(fā)生的，”說中村。

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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