尼克·莱恩关于第一批细胞如何进化的理论： 他在这里的主要论点是，生命与地球的地球化学是连续的。 也就是说，细胞的许多主要特征——膜、酶、通过质子梯度获取能量——源自地球上的自发过程。 但是，你不能让这些特征在不同的地方零散进化。你需要一个地方来容纳所有这些过程，这样才能产生第一个细胞。 顺便提一下，重要的背景是，所有生命都源自一个共同的祖先——LUCA（最后的共同祖先）。 那么，什么样的候选环境可以产生LUCA呢？它需要两个主要特征： - 有一个连续的碳和能量流动（在某种意义上，所有生命都是碳和能量的流动，但你需要一些地球化学来维持这种不平衡，才能让第一个细胞利用它）。 - 一些能够浓缩和催化导致有机物反应的东西（也就是细胞和酶的无机等价物）。 这排除了许多旧理论：一个温暖的池塘，里面有氨和盐，以及偶尔的闪电并不能驱动连续的流动，也不能在细胞状体积中浓缩早期有机物以推动反应。 尼克认为碱性海底热泉是这个挑战的独特适配，同时也帮助解释了所有生命最终使用的许多偶然生物化学，因为我们有共同的遗传。 好吧，让我们深入探讨：为了提供背景，基本上尼克在这里试图解释你如何自发地得到逆克雷布斯循环的早期版本。逆克雷布斯循环吸收H2和CO2，生成有机分子，这些分子是脂肪酸、蛋白质和糖的前体。 另一个重要的背景：所有生命都依赖质子梯度。用氧气（或厌氧呼吸中的其他氧化剂）燃烧食物会将H+离子泵过膜，就像填充水坝。这些离子通过ATP合成酶——一个分子涡轮——流回，利用流动将磷酸附加到ADP上，生成ATP。你的身体只含有60克ATP，但ATP→ADP→ATP循环是如此迅速，以至于你每天处理的ATP量相当于你的体重。 附带说明：如果溶液是酸性的，意味着其中有很多H+离子。如果它是碱性的（也就是碱性），则意味着其中有很多OH-离子。 那么在这些碱性热泉中发生了什么？这个图景有三个方面：热泉内部、热泉壁和热泉的海洋侧。 在热泉内部，你有富含铁的岩石基本上在生锈，这释放出H2和OH-进入流经的水流（也就是使水变得碱性/碱性）。 热泉壁由催化矿物如FeS构成，并且有很多微小的孔将内部与外部连接起来。 ...