RNA复制所需的大部分主要条件（可能是生命启动的关键阶段）可能在地球形成后不久的火山岛上的岩石孔隙中得到满足。这一发现为生命外观中最令人费解的方面之一提供了可能的解释，并可能改变重建其余过程的努力重点。
本文的其余部分位于付费墙后面。请登录或订阅以访问完整内容。
多年来，寻求确定生命起源的科学家们一直在争论两种模型。其中一个效仿达尔文，提出了一种，可能含有氨基酸。替代模型有利于海底，能量和营养丰富。对于我们应该把寻找其他世界生命的重点放在哪里，这场争论具有重要意义。其他拥有内部海洋的卫星很可能拥有与地球类似的热液系统，但缺乏浓缩池。另一方面，火星可能曾经有少量的地表水，但可能没有那么丰富的火山。
然而，路德维希马克西米利安大学博士生 Philipp Schwintek 提出了一个新的竞争者：多孔岩石上。 Schwintek 和合著者的工作没有经过标准的同行评审，而是经历了有争议的“审查预印本”流程正在由 eLife 进行试验，该方法在用于。
在任何地点，人们都认为有可能出现在我们所认为的生命的其他部分之前。这需要 RNA 链在分离之前变成双链。尽管对于非生命系统如何发生这种情况还有许多其他问题，但生物化学家关注的一个阶段是链分离，这在某些条件下很容易发生，但不是其他一切所必需的。具体来说，RNA 需要大量的镁盐和核酸才能复制，但这会阻碍链分离。
温度变化是实现分离和复制条件之间循环的首选方法，但热量会降解核酸。该过程的热窗口看起来非常狭窄，特别是当您考虑到温度需要相当快地循环，或者温暖和凉爽的区域并排放置时。
Schwintek 和同事寻求一种不需要大温度波动的循环。 “我们研究了一种简单且普遍存在的地质情况，其中通过岩石孔隙的水运动被渗透岩石到达地表的气体干燥，”他在一份报告中说。陈述。 “这样的环境在早期地球的火山岛上很常见，为 RNA 合成提供了必要的干燥条件。”
该团队制作了部分充满水的火山岩孔隙模型。水在遇到气体时蒸发，气体又部分溶解在水中，在此过程中产生电流。
研究小组添加了微小的珠子来追踪水的运动，并使用了发光的短 DNA 片段，以便于观察。
“我们的预期是，持续蒸发会导致 DNA 链在界面处堆积，”Schwintek 说。 “事实上，我们发现水在界面处不断蒸发，但水面上的核酸在气/水界面附近积累。”一个小时内，气体边界处浓缩的 DNA 数量是系统其他地方的 30 倍。
这表明，即使在核酸供应短缺的星球上，它们也可以在气体/水边界附近充分集中以进行复制。在那种环境下，股线无法分离，但热量并不是唯一可以改变这种情况的因素——盐的损失也可以起到同样的作用。
“我们假设，由气体通量提供的界面处的循环流体流动以及被动扩散，将通过迫使核酸通过具有不同盐浓度的区域来驱动链分离，”资深作者迪特·布劳恩教授说。
FRET 光谱揭示了 DNA 链是结合还是分离，研究小组证实了他们的预测：在静止条件下，DNA 链在气水界面附近结合，但当水向上流动时，DNA 链分离。在表面小涡流的影响下，盐浓度下降了三倍，足以使分离发生在远离空气边界的地方。
尽管这些观察结果令人鼓舞，但只有靠近气体和水交汇处的一小部分区域具有适当浓度的核酸，这引发了人们的疑问：这是否足以启动这一过程。研究小组采取了进一步的措施，将荧光染料附着到核酸上，并添加合成双链 DNA 的酶来启动这一过程。
施温泰克和合著者报告说，在两个小时内，光芒变得更亮，表明复制正在发生，但当气体和水的交换停止时，复制就停止了。
布劳恩总结道：“在这项工作中，我们研究了一个可能引发早期生命复制的合理且丰富的地质环境。” “我们考虑了气体流过充满水的开放岩石孔隙的情况，温度没有任何变化，发现气体和水流的结合可以引发支持 DNA 复制的盐波动。”
这当然并不能证明生命是在这种情况下开始的；这可能需要时光机。此外，我们知道该模型并没有准确地复制生命进化的条件。该团队使用普通空气作为气体，其中包括当时不存在的氧气。研究小组用来触发 DNA 双链的酶是生物的产物，地球上不会存在来协助第一个 RNA。然而，如果这些发现经受住了其他科学家更彻底的评估，他们将有必要考虑火山岛上的多孔岩石以及以前最喜欢的岩石。
预印本开放获取电子生活。
