慕尼黑大学（LMU Munich）研究人员通过化石证据与基因分析，成功重现古代的代谢过程，进而得出一项结论：也即最早期的生命形式，很可能生存在温暖的环境中，以氢作为能量来源，并在代谢过程中产生甲烷作为副产物。

为了更深入研究，LMU地球与环境科学系William Orsi教授带领研究团队进行一系列模拟实验，重现约40至36亿年前的早期地球环境状态。在实验室的实验中，研究人员制作出微型版的“黑烟囱”（black smokers，在海底热泉出口会形成黑烟囱现象）。如同海底自然发生的一样，铁与硫的地球化学反应在高温下发生，在产生氢气（H₂）的过程中，形成了像是四方硫铁矿（mackinawite，FeS）和硫复铁矿（greigite，Fe₃S₄）等硫化铁矿物。

在这种被称为“化学花园”（chemical gardens）的环境中，名为詹氏甲烷球菌（Methanocaldococcus jannaschii）的单细胞超嗜热古菌不仅能够茁壮增长，甚至远远超出了研究人员的预期。研究人员解释道，除了过度表达乙醯辅酶A（acetyl-CoA）代谢的一些基因外，这些古菌实际上还呈现指数型增长，他们在实验中添加任何额外的营养素、维生素或微量金属。

由此可见，这种单细胞生物被证明极为擅长利用由硫化铁非生物性沉淀反应产生的氢气作为能量来源。

在“化学花园”中，这些细胞始终与四方硫铁矿颗粒紧密靠在一起。这与化石证据相符，地球早期历史上这类矿物的地质沉积物中便存在最早微生物生命的化石痕迹。

研究人员从研究结果中得出结论，大约40亿年前，硫化铁矿物沉淀过程中的化学反应为最早细胞的生存提供了足够的能量，进而为年轻地球上的最早微生物的氢依赖代谢机制奠定了基础。

NASA早已将土卫二视为可能存在生命的候选天体，所以LMU研究团队的下一步研究，将在实验室中模拟土卫二（Enceladus）的环境状态，以测试这类超嗜热古菌是否有能力在那里存活与生长。

（首图来源：NASA）