Lý thuyết của Nick Lane về cách các tế bào đầu tiên tiến hóa: Lập luận chính của ông ở đây là cuộc sống liên tục với địa hóa học của hành tinh. Nói cách khác, nhiều đặc điểm chính của tế bào - màng, enzyme, năng lượng thông qua gradient proton - xuất phát từ các quá trình tự phát trên Trái Đất. Nhưng bạn không thể có những đặc điểm này tiến hóa từng phần ở những vị trí khác nhau. Bạn cần một vị trí duy nhất chứa tất cả các quá trình có thể dẫn đến tế bào đầu tiên. Bối cảnh quan trọng, nhân tiện, là tất cả sự sống đều xuất phát từ một tổ tiên chung duy nhất - LUCA (tổ tiên chung phổ quát cuối cùng). Được rồi, vậy môi trường nào có thể dẫn đến LUCA? Nó cần hai đặc điểm chính: - Có một dòng chảy liên tục của carbon và năng lượng (theo một nghĩa nào đó, tất cả sự sống đều là một dòng chảy của carbon và năng lượng, nhưng bạn cần một số địa hóa học để duy trì sự mất cân bằng này trước khi các tế bào đầu tiên có thể tận dụng nó). - Một cái gì đó tập trung và xúc tác các phản ứng dẫn đến các hợp chất hữu cơ (tức là các tương đương vô cơ của tế bào và enzyme). Điều này loại bỏ nhiều lý thuyết cũ: một cái ao ấm với amoniac và muối và một tia sét lẻ tẻ không tạo ra dòng chảy liên tục, cũng như không tập trung các hợp chất hữu cơ sớm trong một thể tích giống như tế bào để thúc đẩy các phản ứng. Nick nghĩ rằng các lỗ thông hơi kiềm là một sự phù hợp độc đáo với thách thức này, và cũng giúp giải thích nhiều hóa sinh phụ thuộc mà tất cả sự sống cuối cùng đã sử dụng nhờ vào di sản chung của chúng ta. Được rồi, hãy đi sâu vào: và để có bối cảnh, cơ bản là Nick ở đây đang cố gắng giải thích cách bạn có được một phiên bản sớm của chu trình Krebs đảo ngược một cách tự phát. Chu trình Krebs đảo ngược tiếp nhận H2 và CO2 và tạo ra các phân tử hữu cơ là tiền chất của axit béo, protein và đường. Một điểm quan trọng khác: Tất cả sự sống đều hoạt động dựa trên gradient proton. Đốt thức ăn với oxy (hoặc các chất oxy hóa khác trong hô hấp kỵ khí) bơm các ion H+ qua một màng, giống như làm đầy một đập. Các ion này chảy trở lại qua ATP synthase—một tuabin phân tử—mà khai thác dòng chảy để gắn phosphate vào ADP, tạo ra ATP. Cơ thể bạn chỉ chứa 60 gram ATP, nhưng chu trình ATP→ADP→ATP diễn ra rất nhanh đến nỗi bạn xử lý trọng lượng cơ thể của mình trong ATP hàng ngày. Lưu ý: Nếu một dung dịch có tính axit, điều đó có nghĩa là có nhiều ion H+ trong đó. Và nếu nó có tính kiềm (tức là kiềm), điều đó có nghĩa là có nhiều ion OH- trong đó. Được rồi, vậy điều gì đã xảy ra trong các lỗ thông hơi kiềm này? Có 3 mặt của bức tranh này: bên trong lỗ thông hơi, tường lỗ thông hơi, và phía đại dương của lỗ thông hơi. Ở bên trong lỗ thông hơi, bạn có đá giàu sắt cơ bản đang gỉ, cho phép H2 và OH- thoát ra vào dòng nước chảy qua (tức là làm cho nước có tính kiềm/kiềm). Tường được cấu tạo từ các khoáng chất xúc tác như FeS, và cũng có rất nhiều lỗ nhỏ kết nối bên trong với bên ngoài. ...