在汪洋大海之下数百米深的地层内，隐藏着一块致密的岩石，上面有一些肉眼无法辨认的小孔。它所在的地方与地狱相差无几，漆黑一片，高压高温，没有一丁点儿氧气，只有溶解了金属的液体缓缓流淌……这里可不是什么风水宝地，更难想象无比脆弱的生命能从这里萌生。

这幅图景和人们的预想大相径庭。达尔文曾经在写给同行的一封信中猜想生命源于一个“温暖的小池塘”。61年前，美国生物学家斯坦利·米勒的著名实验验证了“原始汤”的可能。他模拟了地球早期的大气环境，成功地使有机分子“无中生有”。

然而，生物学家和地质学家心中的疑团越来越重。世间万物是否起源于地下深处？这个假设在几年前根本是天方夜谭，因为从字面上来说，地球上的生命就应该诞生在地面上，诞生在由陆地和江河湖海组成的薄壳上，即使把天上的乌、地下的虫都考虑进去，总共也就从地面以上数百米到地下数十米的范围。难道还有活物能够在这个范围之外生存吗？我们似乎唯有将视线转向缥缈的太空。

可谁又能料到，我们第一次在这个生态薄壳之外发现生命，并非在“天外”，而是在地球内部！1987年，科学家首度在美国东南部萨凡纳河河床底下500米处发现了微生物，20世纪90年代又在太平洋的深海沉积物中找到了细菌。“在地球上的任何地方打一个深2000米的洞，我们都能找到微生物，可能数量很少，但一定存在。”法国里昂第一大学的伊莎贝尔·丹尼尔说道。

生命地表起源说岌岌可危

事实上，随着地质学家对地下岩石层的探索越深入，“出土”微生物给生物学家带来的惊喜也就越多。它们成功占领了这片死气沉沉的区域，蛰居在岩隙石缝里，依靠矿物和水接触后产生的化学能维生。于是，一个猜想油然而生：这些地下生命是否最先诞生？万物是否起源于岩石，而非“原始汤”？生命是否从地球内部萌芽，而非地球表面？

这一假设看似惊世骇俗，其实背后有一系列不断增加的实验室成果和现场勘察结果支持。巴黎地球物理学院今昔地球生物圈团队的成员贝内迪克特·梅内兹及其同事对此卓有贡献。他们研究的是与生物和矿物相关的新交叉学科，因此被称为“地球生物学家”。他们继续当年斯坦利·米勒为证实“原始汤”假设所做的工作，试图证明如地狱般的地底环境有利于复杂分子（氨基酸、糖、碱基……）诞生，而它们对生命来说恰恰是必不可少的。

地球生物学家正在取得极为可观的成果。他们采集海洋地壳的岩石样本进行分析，为此在焦金烁石的地幔里下挖数百米。在这些矿物表面或纵横交错的石缝中，他们发现了丰富多样的有机分子。

仰仗尖端分析手段（拉曼光谱学、各种同步辐射技术、扫描电子显微镜）获得的数据告诉我们，这些分子并非全部源自生物，其中有些源自矿物；这些岩石“分泌物”甚至可以证明在地球深处发生过能催生复杂有机化合物的化学反应。虽然研究人员的分析尚未结束，但第一批结果表明，地幔中的岩石在某些条件下的确能够“分泌”生命分子。

这一结论足以令生命起源大讨论再掀热潮，或者更确切地说，重续未来的论战。史上第一个生命起源假设“原始汤”聚焦于地球与大气接触的液体表面。然而，用德国生物学家根特·瓦赫特斯豪泽的话来说，问题在于“这锅汤太清澈了，结果可想而知”。诚然，我们现在知道基本生命分子可在早期地球条件下形成，并在海洋里生长演化。我们也知道这些分子可能从天而降，比如陨石雨。可是接下来呢？对“原始汤”理论持异议者认为，这些分子在水中的浓度极低，很有可能永远无法相遇，很难引起激烈复杂的化学反应并创造生命。事实上，无论这些悬浮分子的数量多么庞大、种类多么繁多，生物学家还是未能看到细胞机制自发出现。他们无法建立一条令人信服的事件链，解释生命起源前分子如何转变为有生命的细胞。

其他假设也纷纷出炉，其中海洋热泉说备受瞩目。在漆黑一片的茫茫深海中，涌出海底的岩浆创造的极端条件与早期地球环境相差无几，然而生命依然在此繁衍不息。人们据此推测，富含铁和硫的矿物表面促成了生命的诞生。但该环境的酸度和温度却使异议蜂起：从地下喷涌而出的水经周围岩浆的加热，温度往往超过300℃，对生命一点都不友好。

因此，2017年在大西洋中名为“失落之城”的深海热液点发现的新型深海热泉引起了广泛关注。它富含金属和盐分，呈碱性，温度不超过90℃。换句话说，这是一个与生命相容的环境。于是一个新假设应运而生：这些海底“烟囱”的喷口，海水和深海热液交汇的区域，也许正是生命诞生的摇篮。

持生命地下起源说的人认为，最后一种假说可能最符合事实，只是我们必须继续深挖这一特殊液体的源头——海洋地壳内部，研究其中的岩石。贝内迪克特·梅内兹及其同事就曾对这些采集到的岩石样本进行分析。

与深海热液相关的化学反应早已为科学家所了解。因为这一反应能生成的岩石外表发绿，呈鳞片状，与蛇皮很相似，所以被称为“蛇纹石化作用”，最近成为学界讨论的焦点。“10年前，蛇纹石化作用被视为平淡无奇的复杂蚀变反应，但它实际上蕴藏着很多可能性，因为这一反应能产生大量氢气。”贝内迪克特·梅内兹强调，“近几年它成了大热门，相关论文层出不穷，科学界还召开了专家云集的国际研讨会。”坚信生命起源于地球内部的人认为，蛇纹石化作用能直接提供生命诞生所需的能量和原料。

当海水遇上海洋地幔

当深埋在地壳下数千米的海洋地幔岩石和海水接触时，这一重要反应就发生了。其效果令人叹为观止。首先，蛇纹石化作用产生极大热量：1千克岩石和海水接触后能产生50千卡热量，足以将1升水的温度提高50℃。其次，它能导致大规模膨胀：岩石触水后开裂，体积增加30%，生成许多缝隙，海水伺机不断渗入，在被加热的同时与岩石交换各种化学元素，最后汇入热泉回到海洋。所以，2%至3%的海水始终在地球的缝隙里流动不息。

该反应的最后一个重要结果是产生大量氢。“分子氢非常活跃，能够与周围环境中的二氧化碳反应。”贝内迪克特·梅内兹解释道。不论是海水还是从地幔深处逸出的气体，它们都含有二氧化碳，遇氢可生成甲烷和一整队有机分子。这在理论上无懈可击，贝内迪克特·梅内兹在深海岩石里发现的有机分子为此提供了活生生的证据。

当然，即使证明岩石“分泌”有机分子，我们也不能将蛇纹石化作用与生命诞生的助推剂画上等号。巴黎第十一大学基因与演化生态学实验室的研究员普利菲卡西翁·洛佩兹·加西亚认为，对此必须采取谨慎态度：“在20世纪50年代，我们会认为从矿物中合成有机分子是重大发现。可是时至今日，这些有机物质比比皆是，甚至连彗星和陨石上也不乏它们的踪迹。要证明生命从何而起，我们必须弄清所有化学细节，这可比寻找碳基分子难多了。”确实，生命起源于地球内部的完整假设还在酝酿之中，但主要是因为这片“世外之地”才刚刚进入科学家的视野。10年前，我们还以为海洋地壳中死气沉沉！即使现在，我们也只能通过少数钻井了解这片区域。总之，这一代价高昂的复杂探索尚停留在起步阶段。

研究者的兴奋点

话虽如此，但事实证明许多生命诞生必不可少的成分存在于地底深处，或至少能够适应那样的环境，这让不少研究者兴奋不已。没错，地底不缺有机物，岩石内有液体流动，金属含量充沛——在生命起源研究中，我们往往忽视金属的重要性，但它们很有可能曾经充当了化学反应的重要催化剂，尤其是铁、镍、铬、钴。同样，地底也能找到化学能。

万事俱备，只欠东风。生命诞生还需要两个决定性因素。首先是“区隔”（如膜），因为一个生命体哪怕再原始，也必然是大量快速化学反应的场所。如果刚起步的生物化学反应没有外壳包裹，那么当分子之间不再接触时反应就会停止。其次，必须有能够携带和传输信息的分子，就像现代生物中的DNA。

岩石绝妙地解决了“区隔”难题。“我们在电子显微镜下清晰地看到，岩石中的孔隙多如牛毛，这些都是溶解形成的细孔，直径数微米，与细胞直径相仿。”贝内迪克特·梅内兹强调。巴黎第六大学的玛丽·克里斯汀·莫雷尔是法国生命起源探索领域的权威之一，她进一步表示：“这类孔洞完全可被视为容器，化合物在那里积聚，信息在那里储存。渐渐地，隔离‘膜’成形，最终诞生第一批细胞。”

遗传系统的雏形

普利菲卡西翁·洛佩兹·加西亚注意到，该矿物环境特殊的化学组成令其能够合成许多“两亲”有机分子。也就是说，分子的一端与水分子相斥，另一端与水分子相吸。一层这样的亲水分子能够彻底脱离形成时所依附的矿物表面，随后在疏水力的作用下“闭合”成一个泡囊。虽然这样的泡囊还算不上细胞，但随着泡囊内容物和膜的成分逐渐发生变化，最终将诞生细胞。“区隔”难题解决了，那么，遗传信息呢？这样的“准细胞”会携带遗传信息吗？

同样，遗传信息也不成问题，即便一切假设还只是纸上谈兵。生命初诞时的遗传物质其实极有可能是RNA，它既能携带信息，也能加速化学反应。就其起源，科学家已进行过大量研究。不过，因为这一环境探索起来难度很高，我们现在尚未掌握充分的直接证据。

“RNA携带四种常见含氮碱基。这些分子多见于陨石，很容易在实验室中合成。”玛丽·克里斯汀·莫雷尔介绍道，“碱基被固定在由核糖搭成的支架上，后者可通过一个普通的有机分子获取。但问题在于，这一甲醛聚糖反应的效率很低。2018年，美国科学家斯蒂夫·贝纳发现，硼酸盐可以明显提高反应效率，为我们开启了新的研究思路。”因为早期地球深处的岩石里恰好富含硼元素。在最近发表的一篇题为《蛇纹岩和生命起源》的综述文章中，斯坦福大学的研究团队指出，在格陵兰伊苏阿考察点形成于38亿年前的已知最古老的蛇纹岩附近，这种元素曾大量存在，这在时间上也与许多专家认为的生命萌芽时期吻合。可是RNA能够在恶劣的地底条件下幸存吗？玛丽·克里斯汀·莫雷尔很乐观：“在适宜的环境条件下，RNA分子的生命力很强。我们已经证明，达到一定含盐度时——地壳下川流不息的液体便是如此——RNA能抵御至少100℃的高温，耐压性也有所提高。”

这一连串惊人的发现为解释地球上最原始的生命细胞的出现指明了新方向，科学家看到了生命地下起源说的一线曙光：地幔岩石由于蛇纹石化作用产生能量和反应物，岩石中的矿物充当催化剂，就有可能生成各种有机分子。早期地球表面面临陨石轰炸和火山喷发的内外夹击，环境恶劣，拒生物于千里之外，而地球内部却远离外界纷扰。新生的有机分子集中在岩石的孔隙中，发生了一系列复杂反应，从而形成遗传系统的雏形。而在此形成的原细胞可能会随地下热泉扩散到其他地下区域，甚至汇入茫茫大海。

绝对证据遥不可及

关于生命起源地的问题，科学界观点不一，一些门户之见甚至到了僵化刻板的程度。在这样的氛围下，生命地下起源说还远未被大多数学者接受，但已经引起了外星生命专家的兴趣。“要想为现有假说分个高下，我们就必须集中精力完善实验以获得更多数据，而不是一味推理。”深海热液说的拥护者尼克·莱恩如是说。这位英国生化学家在伦敦大学学院的实验室里模拟了一个海底热泉，试图通过改变其周围环境制造出原细胞，可惜到目前为止仍一无所获。

其他研究者也不甘人后。比如贝内迪克特·梅内兹带领的团队致力于不断细化在地幔岩石的真实条件下自发生成的分子的特征，试图找到它们生成所依赖的矿物或金属催化剂。换句话说，研究人员在积累数据，以便在将来的某一天精确复现生命诞生的整个化学进程。要知道，在生命起源的问题上，我们是等不到绝对证据的。杜塞尔多夫大学植物研究所的威廉·马丁最近在《自然》杂志撰文提醒我们：“生命终会吞噬孕育它的‘脚手架’，它会摧毁‘前生命’。”因此，能够在这场理论大混战中一锤定音的证据早就灰飞烟灭了。

在新数据出炉之前，在生命地下起源的模型真正完成之前，有一点已经确定无疑：不论世界末日如何降临——小行星撞击、宇宙射线导致不育、太阳日渐升温把地球“烤熟”——地球深处的生物必将最晚消失。受温热地腹的庇护，哪怕地表生命消失殆尽，地下的生态系统仍能继续它们暗无天日、源远流长、与世无争的日子。或许要到数百万年后，地球生命之周期才会在这些可能见证了地球生命起源的岩石内画上句号。

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