Nick Lane 的細胞起源理論： 他的主要論點是，生命與地球的地球化學是連續的。 也就是說，細胞的許多主要特徵——膜、酶、通過質子梯度獲取能量——源自地球上的自發過程。 但這些特徵不能在不同的地方零散演化。你需要一個能容納所有過程的地點，這樣才能產生第一個細胞。 重要的背景是，所有生命都源自一個共同的祖先——LUCA（最後的共同祖先）。 那麼，什麼樣的環境可以產生 LUCA 呢？它需要兩個主要特徵： - 有持續的碳和能量流動（在某種意義上，所有生命都是碳和能量的流動，但在第一個細胞能夠利用之前，你需要一些地球化學來維持這種不平衡）。 - 一些能集中和催化導致有機物反應的東西（也就是細胞和酶的無機等價物）。 這排除了許多舊理論：一個充滿氨和鹽的溫暖池塘以及偶爾的閃電無法驅動持續的流動，也無法在類細胞的體積中集中早期有機物以推動反應。 Nick 認為鹼性海底熱泉是這一挑戰的獨特解決方案，並且有助於解釋所有生命因我們的共同遺傳而最終使用的許多偶然生物化學。 好吧，讓我們深入探討：為了提供背景，基本上 Nick 在這裡試圖解釋你如何自發地得到早期版本的逆克雷布斯循環。逆克雷布斯循環吸收 H2 和 CO2，並製造出脂肪酸、蛋白質和糖的前體有機分子。 另一個重要的背景：所有生命都依賴質子梯度。用氧氣（或其他厭氧呼吸中的氧化劑）燃燒食物會將 H+ 離子泵送過膜，就像填滿水壩一樣。這些離子通過 ATP 合成酶——一種分子渦輪——流回，利用這種流動將磷酸附加到 ADP 上，生成 ATP。你的身體只含有 60 克 ATP，但 ATP→ADP→ATP 循環是如此迅速，以至於你每天處理的 ATP 相當於你的體重。 附帶說明：如果一個溶液是酸性的，這意味著其中有很多 H+ 離子。如果它是鹼性的（也就是說，鹼性），這意味著其中有很多 OH- 離子。 那麼這些鹼性熱泉裡發生了什麼？這幅圖有三個方面：熱泉的內部、熱泉的牆壁和熱泉的海洋側。 在熱泉的內部，你有富含鐵的岩石基本上在生鏽，這釋放出 H2 和 OH- 進入流經的水流（也就是說，讓水變得鹼性）。 牆壁由催化礦物如 FeS 組成，並且有大量微小的孔連接內部和外部。 ...