最初の細胞がどのように進化したかについてのニック・レーンの理論: ここでの彼の主な議論は、生命は惑星の地球化学によって連続しているということです。 別名、細胞の主な特徴の多く(膜、酵素、陽子勾配を介したエネルギー)は、地球の自発的なプロセスから生じます。 しかし、これらの特性をさまざまな場所で断片的に進化させることはできません。最初のセルを生じさせる可能性のあるすべてのプロセスを収容する1つの場所が必要です。 ちなみに、重要な文脈は、すべての生命が単一の共通の祖先であるLUCA(最後の普遍的な共通の祖先)から降りてくるということです。 では、LUCAを生み出せる候補環境はどのようなものなのでしょうか?2つの主な特性が必要です。 - 炭素とエネルギーの継続的なフラックスがあります(ある意味では、すべての生命は炭素とエネルギーのフラックスですが、最初の細胞がそれを取り込む前に、この不均衡を維持するには地球化学が必要です)。 - 有機物(別名細胞や酵素の無機等価物)につながる反応を濃縮して触媒するもの。 これは、アンモニアと塩、そして奇妙な稲妻を含む暖かい池が連続的なフラックスを駆動したり、初期の有機物を細胞のような体積に濃縮して反応を推進したりしないという、多くの古い理論を除外します。 ニックは、アルカリ性の海の噴出孔がこの課題にユニークに適合しており、また、私たちが共有する遺伝のためにすべての生命が最終的に使用することになった偶発的な生化学の多くを説明するのにも役立つと考えています。 さて、掘り下げてみましょう:そして文脈のために、基本的にニックはここで、逆クレブスサイクルの初期バージョンがどのように自発的に終わるのかを説明しようとしています。逆クレブス回路は、H2とCO2を取り込み、脂肪酸、タンパク質、糖の前駆体である有機分子を作ります。 もう一つ重要な文脈:すべての生命は陽子の勾配で動いています。酸素(または嫌気性呼吸における他の酸化剤)で食品を燃やすと、ダムを埋めるように、膜を横切ってH +イオンが送り出されます。これらのイオンは、ATPシンターゼ(分子タービン)を通って逆流し、その流れを利用してリン酸塩をADPに結合させ、ATPを生成します。体内にはわずか 60 グラムの ATP が含まれていますが、ATP→ADP→ATP サイクルは非常に速いため、体重を毎日 ATP で処理します。 余談:溶液が酸性の場合、その中に多くのH +イオンが含まれていることを意味します。そして、塩基性(別名アルカリ性)であれば、OH-イオンが多く含まれていることを意味します。 さて、これらのアルカリ性熱水噴出孔で何が起こっていたのでしょうか?この写真には、通気口の内側、通気口の壁、通気口の海側の 3 つの側面があります。 通気孔の内側には、鉄分が豊富な岩が基本的に錆びており、H2 と OH- が配管の流れに放出されます (つまり、水を塩基性/アルカリ性にします)。 壁はFeSなどの触媒鉱物で構成されており、内側と外側をつなぐ小さな細孔もたくさんあります。 ...