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总之，在福泰尔的推测里，核糖细胞在与逆转录病毒和DNA病毒的厮杀中“师夷长技”，获得了DNA的基因组，其中的某些细胞，就是我们的末祖。但末祖的样貌我们要等到下一幕才能细说，此时，我们又要回忆第七章快要结尾的部分。在那里我们提过，白烟囱假说与福泰尔的推测“若合一契”，共同构成了一幅生命起源的图景。那么，这是怎样一种契合法呢？
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白烟囱，刚好能给核酸提供必要的复制条件。
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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？ [:1700256340]
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·温差中的链式反应·
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无论是RNA还是DNA，一旦缔结成连续的双链，就会变得更加稳定，但也同时遇到一个问题：这些双链的碱基都已经互补配对了，还怎么拿去复制、转录、翻译、逆转录，完成中心法则的信息流动呢？在今天的细胞内，会有一些专门的酶去把双链解开，让模板链恢复单身，以便让各种酶结合上去。但是在双链初次形成的联合世界或者逆转录世界里，稳定的双链要如何才能打开呢？
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温度，靠温度的变化就可以！
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碱基配对靠氢键，而氢键对温度很敏感。在较高的温度下，所有的碱基对都会自行断开，双链也就被拆成了两条舒展的单链。当温度有所下降，碱基又可以重新配对。当然，此时的原配早就不知漂到哪里去了，单链要重新配对就只能随遇而安，在复制酶、聚合酶、逆转录酶的帮助下新造一条互补链。
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不难想到，温度如果忽升忽降，这个过程就会循环往复，溶液中的核酸也会因此不断扩增。实际上，这正是人类在实验室中大量复制某段DNA或RNA序列的标准做法，被称为“聚合酶链式反应”。比如第十四章里那些施皮格尔曼怪就是这样扩增出来的。
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而白烟囱的矿物管道刚好能给链式反应提供非常恰当的温度条件：碱性热液的温度可以高达90℃，酸性海水的温度又在30℃以下，它们在管道里持续不断地对流，就能给原始细胞、核糖细胞和逆转录细胞带来周期性的温差，促成链式反应了。在实验室里，相同原理的“对流式PCR”可以在25分钟之内把模板链扩增10万倍IX，白烟囱在40亿年前的效率哪怕只有这个实验的万分之一，也远远超过现代细胞的复制速度了。
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图4—26 DNA聚合酶链式反应图解。（来自Enzoklop | Wikicommons）
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如果温差产生的链式反应真的提供了DNA扩增的关键辅助，那么早期的逆转录细胞就很难进化出独立完整的DNA复制系统了，因为温度变化能像拆包装一样骤然撕开双链，而解旋酶只能像拉拉链一样从头到尾逐个打开双键，相比之下效率低得很，并没有什么明显的适应优势。
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而这又恰恰解释了第七章里尤金·库宁发现的疑问：复制DNA的酶系统，是在末祖分化成细菌和古菌，开始独立生存的过程中各自进化完善的。
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至于末祖是如何分化成了细菌和古菌，细菌和古菌又是如何获得了独立生存的能力，这两个问题将会收拢迄今为止的整个故事，拼成一幅空前完整的生命起源图景。那些急切地想要欣赏这幅图景的读者，可以现在就跳到下一幕去，一口气读完这本书的正文。而那些愿意留在这一幕的读者，我们将一起回到RNA世界向联合世界过渡的时刻，进入核糖细胞内部，思考一个具体且重要的问题：
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最初的蛋白质，是怎么合成出来的？
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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？ [:1700256341]
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延伸阅读核糖核苷酸还原酶的工作原理
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DNA当然有可能像RNA一样是地质化学作用的产物。比如就在2019年，一项新研究证明了乙醛等小分子有机物可以循序渐进地从头合成DNA的单体。X
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但是，正如正文里反复讨论过的，如今的生化反应强烈暗示了DNA是RNA改良的产物，而不是一种从头开始的创新，所以，今天的细胞里发生的事情，恐怕更值得思考和借鉴。
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在今天的细胞里，负责制造脱氧核糖的是“核糖核苷酸还原酶”（RNR），但它不是给单独的核糖脱氧，而是给RNA的单体脱氧，直接产生DNA的单体。
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RNR是一类高度保守的酶，它在任何细胞中的催化机制都高度一致，这明显又是从末祖那里继承下来的。而这种催化机制也非常有趣，可以用“威逼利诱”来形容：它先是制造出了一些非常凶猛的“自由基”，去攻击核苷酸上的核糖，使核糖变得非常不稳定；之后又用一些活跃的氢原子引诱核糖，核糖当然会伸“手”去抢，而核糖的“手”正是那个活跃的羟基，这一抢就不可避免地上了当-羟基遇上氢原子，立刻就会结合成稳定的水分子，兀自离去，核糖也就失去了那个氧原子，变成脱氧核糖了。
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如果你想把这个过程了解得再清楚一些，那么就以真核细胞的RNR为例，它的催化过程主要包括三个阶段XI。这三个阶段的研究虽然还在理论推测中，其中有很多细节并不严谨，但这并不妨碍我们试着理解它。
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第一个阶段是制造自由基。XII所谓自由基就是带有不成对电子的化学基团。或者说得粗糙一些，自由基大多是分子被“暴力”夺去了一部分，化学键从中间扯断，形成的“带有半个化学键的分子碎片”。通常来说，这些自由基都极其不稳定，一定要从别的分子上抢回自己失去的部分才甘心，而这又往往造成一个新的自由基，这个新的自由基又会去别的分子上抢别的碎片，由此不断地传递下去，直到一个自由基遇上另一个自由基，合并成一个稳定的分子。
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而在RNR的α亚基的活性中心，就有一对很暴躁的铁原子，它们会联合起来暴力攻击旁边的一个酪氨酸[9]，夺走它的一个氢原子，把它变成一个酪氨酸自由基。那个酪氨酸自由基反应过来，转身就从旁边一个色氨酸上抢来一个氢原子，恢复了稳定，然而那个色氨酸又成了新的自由基……就这样，如图4—27，一连串的氨基酸欺软怕硬地抢劫氢原子，接力的终点是β亚基里一个半胱氨酸自由基。
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第二个阶段，自由基攻击核苷酸的核糖，迫使核糖脱氧。XIII那个半胱氨酸的自由基毕竟是个自由基，一定要从哪儿抢回一个氢原子来，于是瞄向了身旁的核糖核苷酸，从它的核糖上夺走一个氢原子，恢复了稳定。如图4—28，这下又轮到核糖变成自由基，想要抢夺氢原子了。
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接下来的事情就有点儿复杂了，这也是整个“脱氧”过程的关键。RNR左右开弓，一手威逼3号碳原子的羟基，一手利诱2号碳原子的羟基，兜兜转转，巧妙地把2号碳原子上的羟基换成了氢，最终脱掉了那个碍事的氧。