科學家新理論 微閃電觸發生命興起

編譯/潘楠慕 |2025.11.30
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像這樣的水霧可能形成微閃電。圖/美聯社
閃電是強大的能量釋放活動。圖/美聯社
關於地球生命起源尚無定論。圖/美聯社
達爾文曾提出生命可能源於溫暖的小池塘。圖/法新社
新理論認為浪花引發微閃電啟動地球生命。圖/美聯社

編譯/潘楠慕

生命起源於何處?迄今科學家對這個問題一直沒有定論。提出「物競天擇」理論的著名英國生物學家達爾文(Charles Darwin)曾推測,生命可能源於溫暖的小池塘,有些學者認為是來自撞擊地球的彗星。美國史丹福大學近期提出的一份研究,則提出一個新理論,認為海浪掀起浪花形成的水霧,會引發「微型閃電」(microlightning),可能在初形成的地球上,觸發生命的興起。

史丹福大學化學教授札爾(Richard Zare)帶領研究團隊進行的實驗顯示,當極細微水霧中的小水滴彼此碰撞,會因帶有相反電荷而產生微小的電火花,稱為「微型閃電」。這些微型閃電雖然僅有數奈米長,但是若周圍有適當的氣體圍繞,依然足以激起化學反應,合成許多構成生命的基礎分子。

根據這份在《科學前緣》(Science Advances)期刊發表的研究報告,札爾的研究團隊在實驗中,將水霧噴入混合了氮氣、甲烷、二氧化碳和氨氣的氣體中,結果迅速生成多種生命關鍵分子,包括氰化氫(hydrogen cyanide)、胺基酸甘胺酸(glycine),以及構成核糖核酸(RNA)的其中一種基礎鹼基尿嘧啶(uracil)。札爾說:「我們認為,這是構成生命基礎基本要素的前驅生物(prebiotic)分子。」

迄今科學家對於地球上的生命起源於何處,一直沒有定論,但是也充滿多種假說。達爾文1859年提出主張演化論的《物種起源》(On the Origin of Species),闡述生物透過演化形成多樣的生命型態,但是他並未明確指出生命的起點,不過,他推測,生命可能始於化學物質與「一個溫暖小池塘」產生的交互作用。

近代主流理論則是生命源自深海熱泉噴出富含礦物質的流體,或者彗星撞擊地球產生衝擊波,促使簡單有機物轉化為蛋白質基礎胺基酸。另有一派則認為,閃電扮演重要角色,不過,許多批評者指出,閃電發生頻率太低,無法作為生命分子生成的主要機制。

札爾的研究則模擬更常見的自然現象,展現這種微型閃電的發生頻繁性和效率,可能更適合產生原始生命分子。札爾表示,「這是真正有助於了解,地球如何從無生命走向有生命的一套解釋方法,地球上到處都有水霧形成,尤其是在岩石周圍,而岩石縫隙中能夠累積化學物質」。

研究生命起源的蘇格蘭聖安德魯斯大學地球與環境科學副教授史圖肯(Eva Stueeken)認為,這套理論值得進一步探究,下一步需要了解這種機制,在全球尺度下是否能產生足夠的生命起源分子。美國加州大學生物學教授迪莫(David Deamer)也認同,「微型閃電」理論是研究地球生命起源,值得探討的新方向。

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