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在热循环过程中 ， 生物可以依靠热合成而生存 ， 这是一种适用于生命起源和生物能量转换早期演化的理论机制 。 所有地外冰都可能是早期进化阶段冷冻死亡或休眠生物的储存库 ， 在冰内存在热梯度的情况下 ， 生物体可能仍在从热合成中获取能量 。 热合成器可能的栖息地遍布整个太阳系 ， 特别是水星和月球上的冷阱、火星上的对流水、太阳系外卫星上的海洋 ， 以及在阳光下旋转的较小天体 ， 如宇宙尘埃 ， 陨石、小行星和彗星 。
热力发动机将热量转化为功 ， 热量在高温下进入发动机 ， 在较低温度下离开 。 已经建造了许多类型的热机 ， 其中最著名的例子是蒸汽机 。 热力学这一研究热机的科学学科在19世纪出现 ， 随后对其在生活中的作用的猜测一直持续到现在 。 已经给出了产生腺苷三磷酸的生物热机的蓝图 ， 这些热机使用的部件取自当代细胞的能量转换机制 。 这种将热作为能源的生物利用被称为“热合成” ， 具有热合成能力的生物被称为“热合成生物” 。
由于热合成生物的功率比光合作用或呼吸的功率小几个数量级 ， 因此它们可能仍未被识别 。 该功率与密钥循环时间的倒数成正比 。 对于某些天然水域的热合成 ， 对流循环时间为0.100秒 。 对于光合作用和呼吸作用 ， 醌在相关膜上的扩散时间为0.01秒 。 热合成理论由三部分组成：（1）细菌光合作用逐步出现的模型；(2)生命起源模型 ， 其起始于腺苷三磷酸合酶F1部分的b亚基的祖先 ， 可以在热循环期间合成肽键 ， (3)识别普遍存在的热循环要求在当代生理学和新陈代谢中作为早期热合成的可能遗物 。
细菌光合作用的出现细菌光合作用似乎相当复杂 。 它是如何出现和发展的？提出的可作为中间能量转换过程的祖细胞包括“蛋白质相关热合成”、“膜相关热合成” ， 它们都适用于热循环 ，， 由此产生的细菌光合作用演进的逐步情景 ， 细菌光合作用 ， 是由增加的功率驱动的 。
【?寻找外星生物，要先了解热合成】对流耗散结构是远离热力学平衡的系统 ， 可以进行外部工作 。 机器、有机体和对流细胞就是例子 。 生命的起源必定涉及一种无生命的组织自身的耗散结构 。 在热合成理论中 ， 这种结构被识别为对流单元 ， 它对其内容物进行热循环 。
在膜相关热合成和光系统中 ， 在类化学渗透过程中驱动腺苷三磷酸合成的电位差不是由跨膜的电荷转移引起的 。 相反 ， 它是由膜内偶极子的形成引起的 。 正如在脂质溶液/空气界面处的脂质单层中观察到的偶极电势所证明的那样 ， 形成生物膜的脂质分子构成电偶极子 。 这些单分子层可以经历热致相变 ， 在此期间偶极子电位随温度发生强烈变化 。 生物膜由两个通常不同的单层组成 。 在这种不对称的生物膜中 ， 单层偶极子电位的差异导致“膜偶极子电位”也随温度变化 。 在膜相关热合成中 ， 由此获得的增加的膜电位驱动腺苷三磷酸合成 。
光系统明暗循环为光系统提供能量 。 循环是由于有机体悬浮在水面上的波浪引起的入射阳光的可变聚焦和散焦引起的 。 光系统使用由激发的光合反应中心构成的光诱导偶极子层上的电压差来驱动质子通过腺苷三磷酸合酶 。 在黑暗中 ， 光诱导偶极子再次衰减 。 细菌光合作用细菌光合作用研究化学渗透机制 ， 通过将醌添加到光系统中获得 。 醌支持质子泵送穿过膜 ， 给它充电；质子通过腺苷三磷酸合酶回落 ， 该酶将其能量转化为腺苷三磷酸的自由能 。 细菌光合作用不需要循环条件 ， 它在连续光照下工作 。
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