1700258850
1700258851
在上一章里，细胞的代谢和遗传都给我们留下了许多谜团，但我们也不再困惑于“先有鸡还是先有蛋”的问题，明白了负责转录和翻译的RNA虽然在不同的生物身上有不同的细节，却十分明显地源自同一套进化原型，就像不同的鸟有不同形状的喙和不同长度的腿，但毫无疑问都来自同一套进化原型。
1700258852
1700258853
这就给我们的回溯之路带来了重要的灵感：比较今天的各种鸟类，可以重建鸟类的进化历程，最终推知鸟类祖先的特征。譬如通俗地讲，尖嘴广泛分布在鸟类的各个类群中，而只有鸭、鹅、雁长着扁嘴，鹈鹕长着兜子嘴，火烈鸟长着梳子嘴，琵鹭和勺嘴鹬长着古怪的勺子嘴。因此，我们有理由认定鸟类最初就长着尖嘴，而其他新奇的嘴型都是后代类群各自特化的产物。
1700258854
1700258855
那么，我们是不是也可以比较各种各样的细胞，由此重建细胞的进化历程，推知所有细胞的祖先该有怎样的特征呢？
1700258856
1700258857
当然可以。比较后代的特征，推测祖先的特征，这正是铺展回溯之路最直接的方法，正是凭借这种方法，我们找到了一条至关重要的线索，将探索之路和回溯之路贯通了起来。但这条线索也实在来之不易，我们踏遍这颗星球的种种奇境，才找够了末祖留下的古怪后代。
1700258858
1700258859
生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256308]
1700258860
·奇境里的微生物·
1700258861
1700258862
在西半球，北美西部的群山是亿万年来板块俯冲挤压的产物，地幔中的热柱在怀俄明州的地下升腾而起，蓄积成暗流涌动的巨型岩浆房。210万年来，这里发生过3次超级火山喷发，每每撼动整个西半球的生态。但它们在今天看起来平静安详，河流、峡谷、山岭、温泉、瀑布、熔岩，到处都是奇特风景，黑熊、野牛、驼鹿、叉角羚、大角羊、美洲狮，数不清的珍禽异兽，令游人流连忘返。于是，在1872年，美国第一座国家公园在黄石河的源头建成了，这就是闻名于世的黄石国家公园。
1700258863
1700258864
黄石地区集中了世界上一半的地热资源，公园里最奇妙的景点当属那些地下水被岩浆加热后上涌形成的热泉。在很大程度上，这些热泉就是陆地版的黑烟囱和白烟囱，只是规模要更大一些。比如大棱镜温泉是世界第三大的温泉，直径约100米，深50米，每分钟都从地下的裂缝中涌出2m³近乎沸腾的泉水，使得泉水总是维持在85℃左右，足以把牛肉炖得相当酥烂了。
1700258865
1700258866
1700258867
1700258868
1700258869
图2—74 黄石国家公园的大瀑布。（来自Zimu Liu | Dreamstime.com）
1700258870
1700258871
1700258872
1700258873
1700258874
图2—75 猛犸温泉。（来自Nyker1 | Dreamstime.com）
1700258875
1700258876
1700258877
1700258878
1700258879
图2—76 大棱镜温泉，注意右上方的道路和行人，这个温泉相当大。（来自Danita Delimont）
1700258880
1700258881
然而这里并没有成为生命的禁区，透过那清澈的泉水，我们看到池底五彩缤纷，红橙黄绿应有尽有。类似的还有同样滚烫的牵牛花温泉和祖母绿池，还有更加壮观的猛犸温泉，它们也都附着了色彩斑斓的东西——我们现在知道那是一些极端嗜热的微生物聚集而成的“菌垫”，它们利用热能、光能和泉水中丰富的硫化物构造了一个相当独特的生态系统。
1700258882
1700258883
这群微生物的构成相当复杂，浅层的大多是各种蓝细菌[1]，比如棕色的眉藻（Calothrix），橙色的席藻（Phormidium）和颤藻（Oscillatoria），还有绿色的聚球藻（Synechococcus），它们可以适应30℃到70℃的水温，以平常的光合作用为生。在氧含量逐渐降低的地方，深绿色的绿硫菌能适应50℃的水温，它们的光合作用不产生氧气，而是把硫化物氧化成硫酸，再把二氧化碳转化成有机物。看起来同样绿油油的绿弯菌（Chloroflexus）更加耐热，能在85℃的地方生存，它们的光合作用与绿硫菌很像，但是还能把地下渗出的微量氢气氧化成水I。泉底还广泛分布着硫化叶菌（Sulfolobus），它们用泉水中剩余的氧气把硫化物氧化成硫酸，所以既耐酸又耐热。
1700258884
1700258885
这些微生物把硫化物变成了硫酸，大大提高了泉水的酸性，腐蚀了深处的岩体，让地下深处的泉水能够不断涌出，而泉水中丰富的氢气又滋养了甲烷八叠球菌。这种最顽强的微生物固然喜欢其他微生物制造的有机酸，但也能把氢气和二氧化碳直接转化成甲烷和水，获取充足的能量和有机物。II
1700258886
1700258887
离开世外仙境黄石公园，来到东半球的西班牙南部，这里有一条堪称“人间地狱”的河——力拓河（rio tinto）。
1700258888
1700258889
远在3亿多年前的石炭纪，这一带还深深淹没在海平面下，但持续的地质活动撕破了海床，将大量沉积物从地壳深处带了上来，堆积在那里。经过一番沧桑巨变，这些热液沉积物渐渐升上了陆地。于是，从3000年前的青铜时代开始，人类就被这些沉积物中丰富的矿藏吸引而来，伊比利亚人、腓尼基人、罗马人、西哥特人、摩尔人、西班牙人一边收获着富饶的铜矿、银矿、金矿和铁矿，一边彻底重塑了力拓河流域的整个地貌。特别是在1873年，一家英国矿业公司买下了力拓河的采矿权，迅速崛起为世界级的跨国矿业公司，它就是今天的“力拓集团”（Rio Tinto Group）。
1700258890
1700258891
1700258892
1700258893
1700258894
图2—77 力拓河沿岸。（来自Liseykina | Dreamstime.com）
1700258895
1700258896
然而，在金银与财富的背后，采矿制造的废水被肆无忌惮地排入河中，今天的力拓河已经彻底变成一条硫酸河，河水因为富含铁和锰的阳离子而变成暗红色，pH值更降到2左右，比消化食物时的胃液的酸性还强，河流两岸草木不生，虫虿绝迹。III
1700258897
1700258898
但这样的强酸炼狱同样不是生命的禁区，数不清的极端嗜酸的微生物在河水中欣欣向荣。酸硫杆菌（Acidithiobacillus）喜欢上层的河水，它们利用氧气把亚铁离子和各种硫化物氧化成铁离子和硫酸，由此获得充沛的能量，并且把二氧化碳变成了各种有机物。嗜酸菌（Acidiphilium）则是酸硫杆菌形影不离的好朋友，因为它们的主食就是酸硫杆菌排泄的有机酸和铁离子，它们从铁离子氧化有机酸的反应中获得能量，又反过来给酸硫杆菌提供了二氧化碳和亚铁离子。
1700258899