地球生命起源新解：細菌與古菌可能從無生命物質「分別誕生」

LUCA：一個由金屬驅動的「前細胞」實體

研究重新定義了「最後共同祖先」（Last Universal Common Ancestor，簡稱LUCA）。LUCA並非一個自由生活的細胞，而是一個「前細胞」實體。LUCA只擁有約一半（420種中的210種）核心代謝反應所需的酵素，另一半則是由深海熱液噴口環境中自然存在的金屬（如鐵、鎳、鈷）來催化。 團隊重建了早期催化的四個階段：(1) 純金屬催化；(2) LUCA時期的金屬-酵素混合催化；之後各自分化演化為 (3) 細菌 與 (4) 古菌的祖先。

亞磷酸鹽與鈀：取代ATP的遠古能量貨幣

現代細胞使用ATP作為通用的能量貨幣，但ATP本身是一種需要酵素才能合成的複雜分子。這項研究找到了一個可行替代方案：亞磷酸鹽（HPO₃²⁻）。亞磷酸鹽是一種還原態的磷，天然存在於蛇紋石化（產生氫氣）的熱液噴口中。當它與同樣沉積在這些噴口中的天然催化劑——鈀金屬（native palladium）相遇時，可以在純水中於室溫至100°C的環境下，在幾小時到幾天內驅動代謝磷酸化反應，有效取代了ATP和酵素。 共同作者馬農·施利克（Manon Schlikker）說：「亞磷酸鹽和鈀取代了ATP和酵素；這太驚人了，它讓早期演化變得更容易理解。」

改寫生命演化樹

傳統的生命演化樹將LUCA視為所有生命分支的單一主幹。這項研究提出了一個不同的拓撲結構：兩條分開的主幹（細菌與古菌），它們在真正成為「活」的實體之前就已分岔。共同祖先（LUCA）並非自由生活的細胞，而是一個前細胞實體，後來才分別獨立演化出兩個現存的生命分支。

總結來說：這項研究認為，生命的起源並非單一事件，而是一個雙管齊下的過程。細菌與古菌各自從一個非生命、依賴金屬催化的LUCA獨立演化出自由生活的狀態，並以亞磷酸鹽和鈀金屬作為ATP之前的早期能量替代方案。