據國外媒體(ti) 報道,數十億(yi) 年前,早在氧氣可用之前,臭名昭著的毒藥砒霜可能是為(wei) 我們(men) 的星球帶來生命的化合物。
在智利的阿塔卡馬沙漠,一處名為(wei) “Laguna La Brava”的地方,科學家們(men) 一直在研究一條紫色的光合微生物帶,它們(men) 生活在一個(ge) 永遠沒有氧氣的高鹽湖中。
“我從(cong) 事微生物席的研究已有35年,”康涅狄格大學的地球學家皮耶特·維斯切說,“這是我在地球上能找到的唯一一處可以在完全沒有氧氣狀態下生存的微生物席。”
石化成為(wei) 疊層石的微生物席在地球上存在已有至少35億(yi) 年。然而,在其存在的最初10億(yi) 年中,地球上尚無氧氣可用於(yu) 光合作用。
這些生命形式如何在這樣的極端條件下生存仍是未知數。但是在研究了目前仍存在的疊層石和極端微生物之後,研究人員發現了少數可能性。
盡管長期以來,人們(men) 一直認為(wei) 鐵、硫和氫可以作為(wei) 氧的替代物,但一直到加利福尼亞(ya) 州的高鹽瑟爾斯湖和莫諾湖內(nei) 發現“砷微生物”(arsenotrophy)後,砷才成為(wei) 替代氧的潛在競爭(zheng) 者。
從(cong) 那之後,西澳大利亞(ya) “Tumbiana Formation”的疊層石就表明,在前寒武紀,捕獲光和砷曾經也是光合作用的一種有效方式。但鐵和硫就沒有這種功能。
就在去年,研究人員在太平洋發現了一種同樣呼吸砷的豐(feng) 富生命形式。
甚至,Laguna La Brava的生命形式也與(yu) 一種名為(wei) Ectothiorhodospira sp。的紫色硫細菌非常相似。該細菌最近在內(nei) 華達州的一個(ge) 富含砷的湖泊中被發現,它似乎可以把化合物亞(ya) 砷酸鹽氧化成另一種形式的砷酸鹽,來進行光合作用。
盡管Laguna La Brava的微生物是否也代謝亞(ya) 砷酸鹽仍需要更多研究來驗證,但初步的研究發現,這些微生物席周圍的流水中含有大量的硫化氫和砷。
如果作者是正確的,且Laguna La Brava的微生物也確實是在“呼吸”砷的話,這些將是第一個(ge) 在永久且完全無氧的微生物席中呼吸砷的生命形式,而這樣的環境與(yu) 我們(men) 預測的前寒武紀環境相似。
因此,這些微生物席將是非常好的模型,可以幫助我們(men) 理解地球上一些可能的最早生命形式。
盡管基因組研究表明,Laguna La Brava的微生物席擁有代謝砷和硫的工具,但作者們(men) 也表示,它們(men) 的砷酸鹽還原似乎比硫酸鹽還原更有效。
無論如何,研究人員稱,目前有強有力的證據表明這兩(liang) 種途徑都存在,而這也足以在地球生命早期支持大量微生物席的生存。
如果該團隊是正確的話,那麽(me) 我們(men) 可能需要在別的地方尋找生命形式。
“在火星上尋找生命證據時,科學家們(men) 會(hui) 關(guan) 注鐵元素,或許未來他們(men) 也可以關(guan) 注一下砷元素,”維斯切說。
顯然,砷可不隻是毒藥。(勻琳)
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