太陽光線有助孕育地球早期生命

紫外線照射可能最早引發鐵碳簇發生反應，鐵硫簇反應是所有活體生物新陳代謝的關鍵環節。

據國外媒體報道，地球上的所有生物需要能量，但是對於利用能量，活生物體依賴酶，進化數十億年時間實現呼吸作用、光合作用，以及 DNA 修復。因此，地球上最早出現的是酶，還是微生物呢？目前，最新一項研究表明，40 多億年前，漂浮在地球原始海洋上許多重要酶物質，其中心存在鐵硫簇，它們僅是原始生物分子、鐵鹽、以及以前一種未知成分——紫外線產生的，太陽光線對於地球最早期生命的孕育起到關鍵作用。

美國卡內基研究所科學地球物理實驗室的地球物理學家羅伯特·哈森（Robert Hazen）專攻研究礦物質與活體生物之間的交互性，他指出，這項研究非常有趣，鐵硫簇的形成很可能是生命起源的一個重要步驟。

更多涉及生命起源的研究聚焦於有機建築模塊，例如：氨基酸和核酸，在蛋白質和核糖核酸中出現和組裝。當前對於鐵硫簇形成的研究很少，它是酶的活躍內核，驅動細胞化學的每個方面。研究報告負責人、義大利特蘭託大學生物化學家謝雷弗·曼森（Sheref Mansy）稱，基因分析表明，在我們最後的共同祖先存在時期，鐵硫簇就已存在，我從未發現某個有機體不依賴於它。

但是當氧氣存在時，現代代謝反應對於活體細胞內部的校準非常謹慎，如果沒有生命，地球上的任何條件狀況都將不存在。為了發現是否鐵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體在沒有鐵硫簇的情況下生長得很好，謝雷弗和同事在實驗室重建了早期地球的狀況。 特蘭託大學生物化學家克勞迪婭·博弗奧（Claudia Bonfio）移除了氧氣，並混合了鐵和谷胱甘肽物質，後者是一種包含硫的肽物質，很可能存在於生命起源之前的化學湯中。當氧化狀態的鐵在早期地球處於主導地位時，克勞迪婭打開了光線開關，實驗室出現了奇妙的轉變。

克勞迪婭說：「幾分鐘之後你會看到鐵硫簇的形成，在紫外線照射下，溶液從紫羅蘭色變成紅色，暗示鐵和硫發生反應。如果你等待更長的時間，將會有更複雜的簇狀物質形成，使溶液變得褐色。」紫外線能夠同時從肽物質中游離出硫原子，並氧化鐵，使鐵很容易與硫發生交互反應。這項最新研究報告發表在本周出版的《自然化學》雜誌上。

之後研究小組在不同條件下測試了 30 多種其它潛在化合物，發現這種反應與更簡單的含硫分子結合在一起，甚至一些硫分子位於脂肪酸囊泡中，脂肪酸囊泡是實驗室標準的原始細胞。在多數情況下，這一過程與現代活體細胞中的鐵硫簇合成具有「驚人相似之處」。 曼森指出，太陽光線可能對於早期鐵硫合成物具有重要意義，因為地球缺少臭氧層的保護，避免遭受紫外光線照射，40 多億年前的情況比現在更加嚴重。此外，早期地球的湖泊含有大量礦物質，其狀況類似於實驗條件，特別是火山隕坑和碰撞地區內部，這裡的水從岩石裂隙中滲出，能夠將鐵元素帶到地球表面。英國醫學研究委員會分子生物學實驗室化學家約翰·薩瑟蘭德（John Sutherland）認為，所有生命基礎化學物質都在充滿水的碰撞隕坑中被煮沸過。

但是曼森自己對這項最新研究的重要性持謹慎態度，他強調稱，實驗室進行的模擬實驗會與真實事件存在差異。這一反應僅對於涉及化學網路的某些選擇優勢具有重要意義，如果是這樣的話，它將有助於解釋非生物化學反應如何最終進化形成生命系統。但是哈森警告稱，很可能地球最早生命孕育的確切事件順序永遠無法查證，就像許多化學實驗被稱為「生命起源」一樣，它們具有一定的啟發性，而不是決定性。

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