西南印度洋脊发现非生物成因有机质,为生命起源提供新线索
西南印度洋脊发现非生物成因有机质,为生命起源提供新线索
近日,中国科学院深海科学与工程研究所彭晓彤研究员团队在《美国科学院院报》(PNAS)发表最新研究成果,揭示了西南印度洋脊岩石圈地壳中的非生物成因有机质,并阐述了其在分子层面的形成机制。这一突破性发现不仅为理解地球早期的生命演化过程提供了新的线索,还为寻找地外生命奠定了重要基础。
深海勇士探秘西南印度洋脊
研究团队利用“深海勇士”号载人潜水器,在西南印度洋脊采集了玄武岩样品。通过多模态微区原位分析技术,包括电子显微镜、飞行时间二次离子质谱仪以及光诱导力-纳米红外光谱仪等,研究人员首次发现了微米尺度的非生物成因有机质。这些有机质与针铁矿等水岩反应的产物具有密切的空间相关性,为揭示其形成机理提供了关键线索。
非生物成因有机质:生命起源的关键线索
非生物成因有机质是指在没有生物参与的情况下,通过地质或化学过程形成的有机物质。这类物质在地球早期环境中普遍存在,被认为是生命起源的重要前体。彭晓彤团队的研究揭示了针铁矿在分子尺度对非生物有机质的催化合成作用。热液流体中的氢气在针铁矿表面的催化循环,对二氧化碳的初始活化和有机质聚合过程中的碳链(C-C)生长起到了关键作用。
这一发现与上海交通大学金放鸣团队的研究成果相互印证。金放鸣团队通过模拟碱性海底热液系统条件,成功将CO2升级转化为C5以上的羧酸,并自组装形成囊泡微滴。研究揭示了古细胞脂肪酸膜的非生物成因,为生命起源提供了坚实的科学依据。
深海热液系统:生命的摇篮?
深海热液系统被认为是生命起源的潜在场所。高温高压的环境、丰富的矿物质和化学物质,以及特殊的含铁催化性矿物,为非生物有机质的形成提供了理想条件。中国科学院南京地质古生物研究所南景博副研究员与国际团队合作的研究进一步表明,陆地热泉中的铁硫化物在前生命碳固定中具有重要作用,为生命起源提供了关键的化学基础。
中国深海科研:从跟跑到领跑
中国在深海科研领域的进展令人瞩目。以“奋斗者”号和“深海勇士”号为代表的深海载人潜水器,不仅完成了多次万米海试,还开启了全球深渊深潜探索之旅。这些成就展示了中国在深海科技领域的突破和进展,为探索地球深部碳循环、极端环境生物圈能量来源以及生命起源等前沿科学问题提供了有力支持。
这一系列发现不仅深化了我们对生命起源的理解,还为寻找地外生命提供了重要线索。随着中国深海科研的不断进步,我们有理由相信,更多关于生命起源的奥秘将被逐步揭开。