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臭名昭著的毒藥?對古地球生命而言,它或是續命的“氧氣瓶”

氧氣,一開始在地球上,並不是生命的主色調!一如人們剛剛在金星所發現的那樣,在更艱難的大氣環境下,厭氧生物更具生存能力。而地球的生命時代伊始,也一樣如此。

最近科學研究結果,再次表明數十億年前,在氧氣主宰地球之前,藍色星球的生命物種們,所呼吸的、賴以生存的物質,誰也沒想到會是今天臭名昭著的毒藥——砷及其化合物,俗稱砒霜。

這個科學推論是來自於康涅狄格大學,一位已經研究古代微生物35年的老教授維舍爾Pieter Visscher的專題研究。這位地球科學家,在智利北部阿塔卡馬沙漠(Atacama Desert),在一個叫做 Laguna La Brava 的地方,一直率領團隊通過研究一個紫色的光合微生物帶,地球上唯一的一個自然隔絕了氧氣,卻有其完整生態系統的微生物圈。

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因為,這些光合微生物,生活在一個永久缺氧的高鹽湖中。考究這些生命形式,是如何在如此極端的條件下生存下來,或者會幫助人們獲得氧氣統治地球之前,生命真實存在形式很有科學意義。在此之前,學術領域一直都認為:地球生命存在至少35億年了,但最初的10億年裡,那時候生物界的光合作用並不產生氧氣,能量的轉換,主流微生物圈賴以生存的主要能量轉換物質,到底是什麼?誰才是那時候的扮演著“氧氣”的重要角色。

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人們曾經假設過鐵、也假設過硫或氫,作為替代如今的氧氣成為生命物質的主角色,但遲遲未能獲得足夠的證據。直至到今天砷的出現,因為在智利的發現之前,美國科研團隊,第一次在加利福尼亞州的高鹽濃度的蘇爾斯湖和莫諾湖那裡,發現砷似乎發揮著同樣非比尋常的作用。

早在去年的時候,在太平洋海底,他們同樣發現了,依靠著吸收砷,而維持生命延續的一個種群。而如今在智利的 La Brava,科研人員所發現的,被命名為ectothiorhodosp的紫色硫細菌,就是通過氧化亞砷酸鹽化合物,進行光合作用以維持所必須能量需求。類似的細菌種群,也在美國的內華達州一個富含砷物質的湖泊中有同類的發現。

另外,古生物學家們,也在澳大利亞西部 Tumbiana的疊層石上,發現了古代生物有通過捕捉光和砷展開光合作用,而它會不會就是前寒武紀,微生物界的主要的光合作用有效模式呢?這個話題同樣值得學術界好好推敲推敲,或拿出更多的證據。

很顯然,現在已經有更多的蛛絲馬跡,將證據鏈指向:像La Brava 微生代謝亞砷酸鹽那樣,生命可以通過吸納其身邊周圍奔流著的水中,那些富含大量的硫化氫和砷,去維持自己的“呼吸”!不過,從目前的研究來看,目前得出這個結論之前,人們還需要更多驗證與事實證據。

所以,這個研究了微生物足足35年的老教授,才如此感興趣!一旦證明他的推論是正確的,La Brava 微生物代表著古地球生命那樣,是依靠著“呼吸”砷而維持各自的生命形式。這也將是,學術界重大的理論突破之一!人們對於那個幾乎完全無氧的世界、甚至於地球的生命起源的詳細過程,會有更多瞭解。或許也會填補,我們一直以來對前寒武紀環境中,生命如何生存、生活與繁衍生息的空白。這是古生物學家們,非常期待的事情。

甚至,我們對於地外生命的存在形式,會有更廣闊的認知。比如,尋找火星上存在生命的證據,人們不僅僅可著眼於鐵,也許他們更應該著眼於砷。在人類眼裡,它曾是臭名昭著的一種毒藥,但對於沒有氧氣的世界裡,它可是寶貴的“氧氣瓶”。有關更多的學術性知識,大家都可以在權威雜誌《通訊地球與環境》(Communications Earth and Environment. )上查詢。

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