第一批细胞是如何在深海喷口形成的

这是一个没有人会厌倦问的问题——我们从哪里来，生命是如何开始的?一种理论认为，深海喷口——富含矿物质的温水从地球内部流出的地方——发挥了关键作用;在这里，条件可能正好可以让更简单的分子连接起来，形成包裹细胞的关键的油基膜。虽然这个理论很好，但没有人能证明它是可能的。到目前为止，的确如此。因为，通过在他的实验室中重现类似海底通风口的条件，伦敦大学学院的肖恩·乔丹已经让它发挥了作用。他告诉凯蒂·海勒，这些通风口是如何以及为什么对这个过程如此重要……

肖恩:所以，它们的独特之处在于它们是由碱性液体形成的，45亿年前，当我们认为第一个生命出现的时候，酸性海洋和碱性液体在一个喷口里，它几乎就像一个电池，所以一边是正电荷，另一边是负电荷。这提供了能量，可以让你创造第一个有机分子，然后你可以经历更复杂的化学阶段。由于它们的内部结构，我们可以把分子集中在通风口里，你可以形成这些非活细胞，最终变成活细胞。

凯蒂:我们已经考虑了热液喷口和生命起源的问题。那么，你想通过这项研究解决的具体问题是什么?

肖恩:关于生命的起源有很多理论，碱性热液喷口有很多理论。在以前的研究中，没有人能够在碱性、咸味的条件下形成这些细胞。所以这对这个理论来说是一个巨大的打击，因为如果所有的生命都是细胞，我们第一次能够形成它们，我们认为这是对这个理论的一种推动。

凯蒂-你到底是怎么制造出细胞之前的东西的。那是什么?

现代细胞是由磷脂形成的。这些都是相当大的分子，它们的尾部是疏水的，也就是说它们不喜欢水而它们的头部是亲水的，也就是喜欢水。当你把它们放在溶液中疏水的尾部连接起来，亲水的头基团指向外面然后它们形成了这个球体，看起来像一个肥皂泡。我们可以在显微镜下看到它们，它们看起来像一个脂肪球!

凯蒂-这些是非常非常简单的细胞吗?这些细胞与我们今天可能看到的正常动物或植物细胞相比如何?

肖恩-是的。所以它们非常简单。我们用了14种脂类，脂肪酸，醇类和类异戊二烯。现代细胞由许多不同类型的磷脂组成，所以分子更大，但也有蛋白质。所以，这些都是组成细胞膜的不同分子现代细胞的细胞膜在新陈代谢中是完全活跃的允许物质进出。这些简单的细胞是什么样的，它们实际上是很容易渗漏的，所以这很好，因为当你没有一个主动的方式通过细胞膜。如果细胞本身是漏的，物质就可以通过而不需要做任何功。但如果我们能让简单的酶，比如蛋白质，进入这层膜，它就能开始在新陈代谢中发挥作用。

凯蒂-好的。这可能会让我们更接近我们今天所熟悉和喜爱的细胞。

肖恩-没错。

凯蒂:你是如何在你所拥有的条件下制造出这些细胞前体的，这是以前人们无法做到的。

肖恩:我们认为人们以前做不到的原因是，人们采用的方法是一种标准的化学方法，所有的东西都保持干净。他们使用1、2、3个分子来制造细胞，并将它们置于非常恶劣的环境条件下，比如高温、不同的ph值和不同的盐。这些简单的细胞不喜欢这样，但好在在生命起源的时候你会有将近一百个这样的分子。所以，我们想让事情变得更混乱一点，更现实一点!所以我们用了14种不同的脂质把它们混合在一起它们在这些条件下是稳定的。

凯蒂-好的，所以你有了更多种类的开始组件。实际情况如何?因为这些喷口又热又碱又咸，对吧?

很多人把它们和黑烟通风口搞混了，黑烟会冒出来。它们的温度在350度左右，在这种情况下形成任何生命都要困难得多但是碱性喷口的温度在50到100度之间，我们用的是70度。海水中盐的浓度因为这是我们所能得到的最好的近似他们所看到的当时海洋的样子然后在P.H. 11左右的碱度12页，我们用它代表了里面的液体。

凯蒂:现在不要太哲学化了，这些前体实际上并不是活的，对吧?

肖恩，他们绝对不是活着的。

凯蒂:能够完成这个过程告诉我们生命最初是如何开始的?

我们所能做的就是思考生活需要什么，即使这本身就是一个有争议的话题!所以，大多数人对什么是活的，什么不是活的意见不一，但我们可以用简单的东西，比如DNA，细胞膜，新陈代谢我们可以试着在实验室里复制它们每一个然后我们可以开始考虑把它们组合在一起。如果你能让所有这些组成部分在符合你理论的条件下工作，那么这就给生命可能出现的地方提供了更多的支持。