科学家们发现了可能为早期地球生命提供燃料的古老氧气来源

这种氧源可能早于光合作用。

科学家们发现了可能为早期地球生命提供燃料的古老氧气来源插图
科学家们发现了可能为早期地球生命提供燃料的古老氧气来源插图1 Jordan Stone 是一项新研究的主要作者,也是纽卡斯尔大学最近的环境地球科学硕士生,他在这里进行了一项实验。 (图片来源:Jon Telling / Jordan Stone / 纽卡斯尔大学)

大约 38 亿年前震动地球的强烈地震裂开地壳,使化学反应在破裂的岩石深处展开。一项新的研究表明,这些由地震活动、水和接近沸点的温度推动的反应可能为世界上一些最早的生命形式提供了氧气。

根据周一(8 月 8 日)发表在《自然通讯》杂志上的这项研究,这种氧气将包装在过氧化氢 (H2O2) 化合物中,该化合物包含两个氢原子和两个结合在一起的氧原子。 .该研究的资深作者乔恩·泰林 (Jon Telling) 说,也许最著名的是作为一种防腐剂,过氧化氢当然会对生物体有毒,但一旦被酶或高温下发生的反应分解,它仍然是一种有用的氧源英国纽卡斯尔大学地球化学和地球微生物学高级讲师说。

现在,在实验室实验中,Telling 和他的同事发现了一种方式,即充足的过氧化氢可能在早期地球上形成,因此可以作为地球上一些最早的生物体的潜在氧气来源。研究人员发现,这些反应在接近水的沸点(212 华氏度或 100 摄氏度)的温度下最有效地发生,但在低于 176 F(80 C)的温度下仍会产生少量 H2O2。

Telling 说,值得注意的是,这些温度与嗜热菌和嗜热菌(即嗜热细菌和古生菌)已知繁衍的温度范围重叠。 人们认为,地球上所有生命的共同祖先也进化到生活在炎热的环境中,因此从理论上讲,这种神秘的祖先生物可能受到地壳深处形成的过氧化氢的影响。

重要的是,由于过氧化氢会破坏细胞的脂肪、蛋白质和 DNA,因此早期生物体如果环境中存在这种化合物,就需要采取策略“解毒”,美国宇航局艾姆斯研究中心的高级研究科学家林恩·罗斯柴尔德 (Lynn Rothschild) 说。 加州中心,他没有参与这项新研究。 过氧化氢也是光合作用的天然副产品,因此为了进化出光合作用的能力,生物可能首先需要能够处理 H2O2。

罗斯柴尔德说:“在有氧光合作用出现之前,早期地球上必须有活性氧的来源”——包括过氧化氢。

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