原始生命“暗渡陈仓”借助“黑烟囱”

原始生命“暗渡陈仓”借助“黑烟囱”

一些科学家发现，原始生命可能发源于海底的热液喷泉（即所谓的“黑烟囱”），这使他们激动不已。但他们当时一时尚无法解释像DNA、RNA和蛋白质这类分子为什么会在热液喷泉附近高度浓缩，从而使生命进化。最近，美国纽约洛克菲勒大学的一个研究小组似乎找到了线索，该研究小组指出，DNA可能通过热液喷泉周围存在的温度梯度和对流条件使DNA浓缩100倍。

日本长冈技术大学的科伊池罗·马特苏诺认为，这对解释生命的起源是很重要的。1999年，马特苏诺领导的研究小组曾在实验室条件下模拟热液喷泉进行生命起源的实验，并指出，在上述条件下，氨基酸可以连接成短链，从而形成蛋白质的基本结构单元；一年后，该研究小组又指出，RNA和DNA的结构单元核苷酸也能形成简单的链，但这些分子为什么会浓缩成链机制他们一时尚无法解释。

洛克菲勒大学的物理学家迪特尔·布朗认为，浓缩这种最初产生的分子对后来发生的进化反应是最重要的。一些关于生命起源的理论认为，一种被称为气泡囊的球形膜在海洋或池塘中首先形成，从而为复制现代DNA的“祖先”化合物链提供了外壳。但也有许多人认为，气泡囊可能是在以后才逐渐形成的，因为难以使分子通过膜发生迁移。

最近，布朗和他的同事艾尔伯特·利比查伯指出了DNA在没有被封闭在气泡囊内时是怎样浓缩的。他们作了一个实验，即让DNA碎片溶液充满一个直径4毫米、高0.5毫米的玻璃泡，然后用激光加热玻璃泡的中心，这时他们发现，DNA分子从加热的中心向较冷的玻璃泡壁运动。这是一个被称为热迁移的过程，即发生在玻璃泡内的对流可以引起DNA在溶液中的重新分布，于是，在这个玻璃小泡囊底部的DNA奇迹般地浓缩成一个小环。

布朗认为，这样的条件可能在古代海底热液喷泉附近的岩石中就存在，即热液喷泉能在岩石的裂缝和小孔周围产生温差（梯度）和对流。布朗说，这对解释DNA分子为什么能在岩石表面附近浓缩是很重要的，因为在岩石上的矿物可能帮助核苷酸连接成分子链，这种热迁移现象正好可以使分子在岩石表面附近积聚。

现在并不是每个人都确信布朗和他的同事得到的浓缩DNA实验结果向弄清生命的起源又接近了一步。美国加利福尼亚州拉霍亚市斯克里普斯研究所的杰拉尔德·乔伊斯指出，真正的问题是怎样浓缩核苷酸和氨基酸。

然而布朗认为，热迁移方法也能浓缩被认为在DNA之前就出现的RNA分子，他现在正在实验热迁移现象对浓缩更小的分子是否也起作用。