生命的起源：地球上孕育生命的条件

地球上生命的起源是一个争论已久的问题。关于生命是如何进化的理论有很多，但是丸山茂德教授(ELSI，东京工业大学)、黑川健(国家遗传学研究所)和江崎利和博士(理研)找到了一种方法，将这一领域缩小到一个可能的理论。通过列出9个基本的环境要求，他们认为生命最可能的诞生地是一个核间歇泉，在那里物质和能量定期循环。Hadean生物科学项目还与LiVE公司合作制作了一系列电影。“地球和生命的整个历史”可以在YouTube上看到。

地球的起源是一个复杂的故事。它的表面经历了漫长的演变，经历了数百万年的极端变化。从它最早期的吸积阶段开始，在重力的影响下，气体和尘埃开始合并，它一直是一个动态的行星。来自小行星的轰击和炽热的内核意味着地球上最早的环境是充满敌意的、光秃秃的岩石。地质学家把46亿年前地球形成初期的这一时期称为冥古宙。Hadean一词来源于希腊神话中统治冥界的冥王Hades，这个词与地狱的环境非常相似。

地质学家长期以来一直在研究这段时间的少数遗留记录在岩石中，希望找到关于地球上的条件的线索。4.6至4亿年前唯一的记录仍然存在于称为锆石的耐寒晶体矿物中。然而，这对科学家尽可能多地学习这一次，这是至关重要的，因为它在这些荒谬和地狱的条件下，即生命的起源发生。

丸山茂德(Shigenori Maruyama)教授、黑川健(Ken Kurokawa)和江崎利一(Toshikazu Ebisuzaki)博士是Hadean生物科学项目团队的成员，该项目主要位于东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)的地球生命科学研究所(地球生命科学研究所)。该项目将来自地质、生物学和物理学等不同背景的科学家组成一个跨学科团队，致力于回答地球上生命何时、何地以及如何诞生的基本问题。

地狱的地球
长久以来，寻找地球上最早生命起源的答案一直是科学家面临的一个挑战。生命是否会自然地出现在地球上?如果是，这是如何发生的?这是否意味着其他有着相似环境条件的行星也有生命存在?

这是一个跨学科的团队，致力于回答生命何时、何地以及如何存在的基本问题
出生在地球上。

我们知道地球上的生命是围绕着含有碳、氮、氢和氧等元素的化合物构建的。这些元素的复杂序列结合在一起，形成了生命的基石。它们形成基本的有机分子，如糖、酶、蛋白质和DNA。然而，当生命的最初起源出现时，这些有机分子在地球上并不自然存在。所需的元素仅以无机形式存在，与岩石、大气和早期海洋结合在一起。

最早的地球是一个'裸体的星球;'哈德巴生物科学的同事在首次形成时，它没有没有海洋或大气。这些最终在地球被小行星物质水溶液中佩塞尔后达到了437亿年前。曾经有液态水和气氛，益生元寿命的机会更大，形成（地球上的化学前体）。在地球上记录的第一次生命痕迹被认为是42亿年，表明，在第一次出现液态水后，生命可能会在2亿上发生。

早期生命的要求
我们知道，地球上发现了生命的所有关键要素，但它们不容易形成有机化合物。在20世纪50年代期间的早期实验表明，氨基酸可以在模糊的实验条件下形成水凝块，这些条件模仿早期地球的气氛。但是，为此发生，需要强大的能源。能量的输入导致能够基于最终形成有机分子的氢，碳和氮的化合物产生化合物。

冥河生物科学研究人员认为，为了了解地球上的生命是如何开始的，我们需要了解特定的环境要求，必须满足这些条件才能使生命发生。他们确定了九种特定的条件，除非满足所有这些环境要求，否则生命就不能诞生。

核喷泉
对于生活如何开始，有很多理论。达尔文本人最受欢迎的最受欢迎之一，他建议一个“温暖的小池塘”可能是生命中最有可能的位置。另一个流行的理论说，沿着中海山脊的水热风官将成为生命前体发展的理想位置，而其他人则提出从宇宙中的其他地方携带的生命并在小行星的影响下递送。通过确定生命的基本要求，HAREAN Buoscience同事能够识别生命的最可能的位置。

核空间器是我们在当前地球上没有看到的现象。在哈维亚EON期间，地球表面的一些放射性因素更常见。放射性元素，如铀，具有不稳定的同位素，随着时间的推移和释放辐射分解。形成辐射的带电粒子可以与周围水反应，激活惰性分子和原子并产生驱动进一步的化学反应的电子流。水被天然核反应堆加热，并以与我们今天在地球上看到的间歇性的方式定期喷射到地球表面上。

了解地球上生命形成的这些关键条件，以及它们如何定义生命最早起源的位置，我们就能开始了解在哪里可能会发现生命
超越我们的星球。

第一个生命的出现
HAREAN BIOCICES研究人员能够表明核空间器是唯一一个适合所有九个基本要求的唯一一个位置的理论：

1. 生命起源之前，需要强大的能量来源。仅仅来自太阳的能量还不足以分解无机化合物，如氮(N₂），二氧化碳（CO₂)和水(H₂o）并将它们转化为复杂的有机分子。然而，天然核反应堆将提供足够的能量以驱动所需的反应。
2. 主要元素的供应是生命形成的另一个条件，因为地球上的大多数生物是由碳，氢气，氧气和氮气组成的。早期的地壳，以及大气和海洋，可以提供这些。
3. 除了形成有机化合物的构建块的元素，还必须提供维持生命的营养素的准备好供应。哈哈伊地球早期的营养来源将是地球表面上的岩石，其富含铁和磷，以及钾和铀等稀有元素。
4. 高浓度的含有氨和甲烷的化合物的气体是另一个关键要求。封闭的空间，例如在核空间器的管道中发生的地下室，将收集足够的这些气体浓度。
5. 该团队还确定了干湿循环是生命的出现的另一种基本环境条件。水合和脱水之间的交替可以从氨基酸产生更复杂的有机分子，例如RNA。
6. 为了生命开始，水必须清洁无毒。早期海洋是高度酸性的，非常咸，生活不会出现也不会在这里幸存下来。这表明人生将在水上的水域中形成，例如游泳池或湿地。
7. 水也必须在钠和富含钾的贫瘠。我们知道这一点是现代细胞含有小钠，表明在一个相对不可用的环境中形成的生命。
8. 白天和黑夜的循环是生命诞生的另一个重要条件。昼夜循环允许温度变化，低温和高温驱动不同类型的反应，并鼓励DNA序列的自我复制。
9. 最后，多样化的环境是生命诞生的必要条件。pH值、盐度和温度的变化将有助于驱动不同类型的反应，导致更复杂和不同的有机分子。不同的环境会通过板块构造在地球大陆上发生，但在海洋中却没有。

生活超越地球
该团队已经能够证明，核间歇泉是最有可能成为生命诞生地的地方，而不是有毒海洋的热液喷口，那里缺乏营养，也没有足够的能量来驱动产生有机分子的反应。核间歇泉系统是唯一符合所有条件的提议地点。通过了解这些在地球上形成生命的关键条件以及它们如何定义生命最早起源的位置，我们就可以开始了解在地球之外的什么地方可能会发现生命。