在深海噴口中發(fā)現(xiàn)的納米結(jié)構(gòu)在沒(méi)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(kāi)始的提供一些重要線索。

這是由日本理化學(xué)研究所和東京工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究得出的結(jié)論，這組熱液噴口的顯著之處在于它們能夠在沒(méi)有任何活細(xì)胞幫助的情況下產(chǎn)生能量。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)通風(fēng)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(diǎn)像水下過(guò)濾器——讓某些類型的帶電粒子通過(guò)，同時(shí)阻擋其他類型的粒子。

通過(guò)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(xì)胞膜中的有機(jī)通道沒(méi)有什么不同。在這種情況下不涉及有機(jī)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(lái)，為活細(xì)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(duì)地球及更遠(yuǎn)地區(qū)的生命起源有直接影響，”說(shuō)來(lái)自理化學(xué)研究所的生物化學(xué)家 Ryuhei Nakamura。

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

當(dāng)前研究中考慮的通風(fēng)口由復(fù)雜的礦物混合物制成，這使得它們對(duì)研究特別感興趣。

仔細(xì)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(guò)通風(fēng)口的液體流動(dòng)，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(dòng)物和微生物生命中的一項(xiàng)重要功能，可以在地質(zhì)環(huán)境中以非生物方式發(fā)生，”說(shuō)中村。

除了生命的起源之外，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于藍(lán)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(guò)從大自然中汲取一些提示，我們或許能夠提高這些技術(shù)的效率、可負(fù)擔(dān)性和環(huán)保性。

但最重要的是，它讓我們更接近于回答有機(jī)生命如何從無(wú)機(jī)材料中產(chǎn)生的問(wèn)題——以及這在數(shù)十億年前的地球上是如何發(fā)生的?？茖W(xué)家有很多不同的想法關(guān)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(xiàng)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(shuō)中村。

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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