太阳光线有助孕育地球早期生命：具有一定启发性

北京时间7月18日消息，据国外媒体报道，地球上的所有生物需要能量，但是对于利用能量，活生物体依赖酶，进化数十亿年时间实现呼吸作用、光合作用，以及DNA修复。因此，地球上最早出现的是酶，还是微生物呢？目前，最新一项研究表明，40多亿年前，漂浮在地球原始海洋上许多重要酶物质，其中心存在铁硫簇，它们仅是原始生物分子、铁盐、以及以前一种未知成分——紫外线产生的，太阳光线对于地球最早期生命的孕育起到关键作用。

紫外线照射可能最早引发铁碳簇发生反应，铁硫簇反应是所有活体生物新陈代谢的关键环节

美国卡内基研究所科学地球物理实验室的地球物理学家罗伯特·哈森（Robert Hazen）专攻研究矿物质与活体生物之间的交互性，他指出，这项研究非常有趣，铁硫簇的形成很可能是生命起源的一个重要步骤。

更多涉及生命起源的研究聚焦于有机建筑模块，例如：氨基酸和核酸，在蛋白质和核糖核酸中出现和组装。当前对于铁硫簇形成的研究很少，它是酶的活跃内核，驱动细胞化学的每个方面。研究报告负责人、意大利特兰托大学生物化学家谢雷弗·曼森（Sheref Mansy）称，基因分析表明，在我们最后的共同祖先存在时期，铁硫簇就已存在，我从未发现某个有机体不依赖于它。

但是当氧气存在时，现代代谢反应对于活体细胞内部的校准非常谨慎，如果没有生命，地球上的任何条件状况都将不存在。为了发现是否铁硫簇是地球初期生命孕育的核心成分，或者是否地球最早的生物体在没有铁硫簇的情况下生长得很好，谢雷弗和同事在实验室重建了早期地球的状况。

特兰托大学生物化学家克劳迪娅·博弗奥（Claudia Bonfio）移除了氧气，并混合了铁和谷胱甘肽物质，后者是一种包含硫的肽物质，很可能存在于生命起源之前的化学汤中。当氧化状态的铁在早期地球处于主导地位时，克劳迪娅打开了光线开关，实验室出现了奇妙的转变。

克劳迪娅说：“几分钟之后你会看到铁硫簇的形成，在紫外线照射下，溶液从紫罗兰色变成红色，暗示铁和硫发生反应。如果你等待更长的时间，将会有更复杂的簇状物质形成，使溶液变得褐色。”紫外线能够同时从肽物质中游离出硫原子，并氧化铁，使铁很容易与硫发生交互反应。这项最新研究报告发表在本周出版的《自然化学》杂志上。

之后研究小组在不同条件下测试了30多种其它潜在化合物，发现这种反应与更简单的含硫分子结合在一起，甚至一些硫分子位于脂肪酸囊泡中，脂肪酸囊泡是实验室标准的原始细胞。在多数情况下，这一过程与现代活体细胞中的铁硫簇合成具有“惊人相似之处”。

曼森指出，太阳光线可能对于早期铁硫合成物具有重要意义，因为地球缺少臭氧层的保护，避免遭受紫外光线照射，40多亿年前的情况比现在更加严重。此外，早期地球的湖泊含有大量矿物质，其状况类似于实验条件，特别是火山陨坑和碰撞地区内部，这里的水从岩石裂隙中渗出，能够将铁元素带到地球表面。英国医学研究委员会分子生物学实验室化学家约翰·萨瑟兰德（John Sutherland）认为，所有生命基础化学物质都在充满水的碰撞陨坑中被煮沸过。

但是曼森自己对这项最新研究的重要性持谨慎态度，他强调称，实验室进行的模拟实验会与真实事件存在差异。这一反应仅对于涉及化学网络的某些选择优势具有重要意义，如果是这样的话，它将有助于解释非生物化学反应如何最终进化形成生命系统。但是哈森警告称，很可能地球最早生命孕育的确切事件顺序永远无法查证，就像许多化学实验被称为“生命起源”一样，它们具有一定的启发性，而不是决定性。