科學實證：最早生命能以氫為能量來源，外星可能也有這類生命體

慕尼黑大學（LMU Munich）研究人員透過化石證據與基因分析，成功重現古代的代謝過程，進而得出一項結論：亦即最早期的生命形式，很可能生存在溫暖的環境中，以氫做為能量來源，並在代謝過程中產生甲烷做為副產物。

為了更深入研究，LMU 地球與環境科學系 William Orsi 教授帶領研究團隊進行一系列模擬實驗，重現約 40 至 36 億年前的早期地球環境狀態。在實驗室的實驗中，研究人員製作出微型版的「黑煙囪」（black smokers，在海底熱泉出口會形成黑煙囪現象）。如同海底自然發生的一樣，鐵與硫的地球化學反應在高溫下發生，在產生氫氣（H₂）的過程中，形成了像是四方硫鐵礦（mackinawite，FeS）和硫複鐵礦（greigite，Fe₃S₄）等硫化鐵礦物。

在這種被稱為「化學花園」（chemical gardens）的環境中，名為詹氏甲烷球菌（Methanocaldococcus jannaschii）的單細胞超嗜熱古菌不僅能夠茁壯成長，甚至遠遠超出了研究人員的預期。研究人員解釋道，除了過度表達乙醯輔酶 A（acetyl-CoA）代謝的一些基因外，這些古菌實際上還呈現指數型成長，他們在實驗中添加任何額外的營養素、維生素或微量金屬。

由此可見，這種單細胞生物被證明極為擅長利用由硫化鐵非生物性沉澱反應產生的氫氣做為能量來源。

在「化學花園」中，這些細胞始終與四方硫鐵礦顆粒緊密靠在一起。這與化石證據相符，地球早期歷史上這類礦物的地質沉積物中便存在最早微生物生命的化石痕跡。

研究人員從研究結果中得出結論，大約 40 億年前，硫化鐵礦物沉澱過程中的化學反應為最早細胞的生存提供了足夠的能量，進而為年輕地球上的最早微生物的氫仰賴代謝機制奠定了基礎。

NASA 早已將土衛二視為可能存在生命的候選天體，所以 LMU 研究團隊的下一步研究，將在實驗室中模擬土衛二（Enceladus）的環境狀態，以測試這類超嗜熱古菌是否有能力在那裡存活與生長。