新研究指出,水滴中的“微閃電”引發了地球上的生命,生命是必然
更新于:2025-03-26 02:16:06

生命的起源,或許沒那麼轟轟烈烈。

一直以來,教科書裡寫的,是1952年那場著名的實驗:斯坦利·米勒和哈羅德·尤里在實驗室里類比了原始地球的大氣,放電後,居然生成了氨基酸。這就是所謂的“米勒-尤里實驗”,也是生命起源研究的一座里程碑。科學界的主流觀點認為,地球上的生命,可能是類似的閃電化學反應造就的。

但問題在於,閃電頻率遠遠不夠。雷電確實很壯觀,但真正的高空雷暴,遠遠不及地球海洋上每天翻滾的浪花、撞擊的瀑布、拍擊的潮汐。如果生命真的要靠閃電來啟動,那麼概率太小,進程太慢,不符合化學演化的邏輯。

新的研究來了。

斯坦福大學的理查·扎爾團隊,提出了一種新機制:“微閃電”。

很簡單,就是水花飛濺的時候,會帶電。大顆粒是正電,小顆粒是負電,當它們相遇,便會產生微觀的放電現象,類似於閃電,但規模要小得多。科學家用高倍攝像機記錄到這些微小的放電現象,並且證明,這種微閃電,可以生成帶碳氮鍵的有機分子,比如尿嘧啶、氨基酸、氫氰酸——這些正是生命最基本的構成單元。

實驗過程很直接。他們噴射水霧到原始地球可能存在的氣體環境里:氮氣、甲烷、二氧化碳、氨氣。然後就發現了有機分子。沒有外加電流,也沒有人工模擬雷擊,只是簡單的水霧噴射和碰撞,就發生了化學反應。

核心結論:海洋里不需要等閃電,自己就能搞定。

這比米勒-尤里實驗的邏輯更加自然。試想,早期地球,大氣密度比現在高很多,水迴圈也極其活躍,風暴、浪潮、瀑布、噴泉遍佈地表。水滴四處飛揚,充滿了小尺度的電荷交換。每時每刻,都在進行這樣的微放電反應。

相比之下,米勒-尤里假說的最大問題是:閃電的能量雖然大,但太稀缺,而海洋噴霧、瀑布濺落、浪潮撞擊是無時無刻不在發生的。以分子化學反應速率來看,小規模、持續性的電能釋放,更符合生物分子積累的邏輯。

換句話說,生命的誕生,可能不需要等一場天降神雷,而是每天、每時、每刻,無數次微小的放電,一點點地堆積出來的。

這不僅僅是一個更合理的假設,而是實驗室里直接復現了這種現象。關鍵是,它解決了過去科學家一直困惑的幾個核心問題:

第一,原始地球上的“有機化學反應”為什麼能如此普遍?閃電太稀少,而瀑布、海浪無處不在。

第二,生命分子的前體到底是如何積累的?如果是大規模閃電,那是一次性事件,但微閃電是持續進行的,符合化學累積效應。

第三,為什麼生命起源更可能發生在潮間帶、淺海,而不是深海?因為微閃電反應需要空氣和水的交介面,這種介面最豐富的地方,就是海岸、河口、瀑布,而不是海底熱泉。

有意思的是,這項研究不僅僅改寫生命起源的可能性,還帶來了一些更現實的啟示。

比如,農業化學。扎爾團隊此前研究發現,水霧噴射還能生成氨,這意味著,大氣中的水分子可以通過簡單的能量激發,合成出農業所需的肥料。這是否可以開發為新型的可持續農業技術?

再比如,環境化學。他們還發現,水霧在空氣中噴射時,可以產生過氧化氫,而過氧化氫是一種天然的消毒劑。如果這個機制可以被放大,那麼某些地區的空氣自凈化能力,可能比我們想像得要強。

而從更大的時間尺度來看,火星、木衛二、土衛六這些“可能存在生命”的星球,也同樣有強烈的氣體運動和水冰噴射。這是否意味著,微閃電的機制,也可能在這些星球上發生?這是否暗示著,生命的普遍性,可能比我們想像得更高?

過去幾十年,科學界一直在尋找生命起源的關鍵化學路徑。米勒-尤里實驗是一個經典的假設,但現在看來,可能只是故事的一部分。微閃電的發現,提供了一個更簡單、更自然、更符合現實的解釋路徑。

最重要的是,它告訴我們,生命的起源,可能遠比想像的更普通,更必然。