地球生命起源之謎

數十億年前，簡單的有機化合物組合成了更複雜的結合體，能夠成長及繁殖。在當時，地球上到處都是火山活動，當時的大氣也造成了很不友善的條件，可說是非常缺乏適合生物的環境。所以，生命的起源是哪裡？路卡萊特帶大家一同來尋找生命的搖籃，地球上數十億種物種的源頭。

完整課程：https://ed.ted.com/lessons/the-mysterious-origins-of-life-on-earth-luka-seamus-wright
課程：路卡萊特
導演：尼克希爾迪奇

數十億年前，在年輕的地球上，

簡單的有機化合物組合
成了更複雜的結合體，

能夠成長及繁殖。

它們是地球上最早的生命，

自此之後，地球上
出現的數十億種物種

通通都起源於它們。

在當時，地球上可說是非常缺乏

我們認為適合生物的環境。

在年輕的地球上，
到處都是火山活動，

當時的大氣也造成了
很不友善的條件。

所以，生命究竟起源於
地球上的何處？

若要開始尋找生命的搖籃，

很重要的是先要了解

各種生命形式有什麼基本需求。

對生命來說必備的元素
和化合物包括：氫、甲烷、

氮、二氧化碳、磷酸鹽、氨。

若這些要素彼此之間
要能混合、產生作用，

就需要有液體的溶媒：水。

若要成長和繁殖，

所有生命都需要能量來源。

生命形式可以分成兩大類：

自營生物，如植物，
會產生自己要用的能量，

以及異營生物，如動物，
要食用其他有機體來取得能量。

當然，最早的生命形式
不會有其他有機體可以食用，

所以它們一定是自營生物，

能量來自太陽或化學梯度。

所以，什麼地點能符合這些條件？

地面上的地方，或海洋中
接近表面的地方

比較有取得陽光的優勢。

但在生命剛出現時，
地球表面上的紫外線

很可能太過嚴酷，
讓生命無法存活下來。

有一種環境能提供
保護，阻擋紫外線，

同時也有替代的能量來源：

在海底蜿延的海底熱泉區，

它們被數公里的海水覆蓋，
完全處在黑暗中。

深海熱泉區是地球地殼上的裂縫，

在那裡，海水會滲入岩漿庫中，

接著以高溫重新被噴射出來，

附帶的泥漿中豐含
礦物質及簡單的化合物。

深海熱泉區的陡峭化學梯度

有特別集中的能量。

還有其他證據證明
深海熱泉區是生命起源：

生命的最後共同祖先（LUCA）。

LUCA 並非最早的生命形式，
但它已古早到我們無法追蹤。

即便如此，我們其實不知道
LUCA 是什麼樣子的——

沒有 LUCA 化石，
也沒有現代 LCUA 存在——

不過，科學家發現，

在現今仍然存在的
三大生命領域物種中

有些共同的基因存在。

因為這些基因存在於
不同的物種和領域，

它們一定是來自共同的祖先。

這些共同基因告訴我們 LUCA
住在一個很熱、沒有氧氣的地方，

並從化學梯度取得能量——

就像深海熱泉區的化學梯度。

有兩種深海熱泉區：

黑煙囪和白煙囪。

黑煙囪會釋放富含
二氧化碳的酸性水，

溫度高達攝氏數百度，

且滿是硫磺、鐵、銅，

以及其他對生命很重要的金屬。

但現在科學家相信，
對 LUCA 而言黑煙囪太熱了——

所以，最可能是生命搖籃的
候選地點是白煙囪。

在各處的白煙囪當中，

在大西洋中洋脊有一塊
深海熱泉區叫做失落城市，

是最有可能的生命搖籃候選地點。

這裡噴出的海水是高度鹼性的，
且缺乏二氧化碳，

但富含甲烷，溫度也比較適宜。

鄰近的黑煙囪可能有提供
失落城市的生命在演化時

所必需要的二氧化碳，

補全了支持最早有機體
所必要的所有元素，

這些有機體才能發散出去，
形成現今地球上多樣化的生命。