科学家提出生命起源新假说

生命起源（OoL）至今仍是未解之谜，因为整个过程无法直接观测，也极难在实验室重现。过去百年，科学家提出了多种假说（如RNA世界、脂质世界、铁硫世界等），但都只能解释部分环节，缺乏统一、完整的机制。为此，深圳大学 biomedical 工程学院金永东教授提出全新框架——‘纳米酶假说’。该假说认为：地球早期广泛存在的天然矿物纳米酶（MN-zymes），例如金属、金属氧化物和硫化物纳米颗粒，在生命出现前就已扮演核心角色。它们并非现代人工合成的产物，而是在火山、热泉等极端地质环境中自然形成的‘原始催化剂’。在原始地球条件下，这些矿物纳米颗粒通过类似‘无机光合作用’的过程，将简单气体（如CO₂、N₂、H₂S）逐步转化为复杂有机分子。它们同时承担五大关键功能：催化反应、表面吸附与限域、抗紫外线损伤、光/化学选择性识别、以及能量流调控——从而把光、热、电等自然能源，转化为可读、可写、可复制的分子信息，这正是生命系统诞生的前提。假说进一步指出：地球本身就是一个巨型‘天然一体化实验室’——地幔到地壳的温度梯度与压力梯度，尤其在火山与热泉附近，长期提供了高温高压与水热反应的理想条件，持续生成并更新矿物纳米酶。如今，这类矿物纳米颗粒仍大量存在于海洋、土壤、大气和水体中，每年有数千太克（1太克=10¹²克）参与地球生物地球化学循环；近年研究还发现，它们甚至能在带电微水滴或紫外照射下自发形成，阳光与闪电更可提供大规模生成所需的光催化与电催化条件。文中特别强调一种‘金纳米颗粒（AuNPs）单层保护结构’，称其可能在早期演化中极为高效，作者将其命名为‘金世界（Au world）’——尽管今天AuNPs被视为人工材料，但在原始地球富含硫醇、胺类小分子的局部环境中，它们可稳定存在并参与反应网络。此外，作者归纳出生命分子自然筛选与稳定的四大必要条件：干湿循环与两亲性、自组装与自组织、催化及类酶活性、配对共生与稳定化。文章还延伸探讨了‘水悖论’、地球表界面微纳结构的重要性、水的独特物化性质、干湿交替环境对前生命化学的影响、分子协同与共进化，以及生物分子手性起源等物理视角问题。最终，纳米酶假说不是否定既有理论，而是试图搭建一个更包容的框架，弥合不同起源假说间的分歧，为这一科学终极之问提供新路径，并推动纳米酶在生命起源研究中的深入探索。