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繁荣的生活已经32亿年前了

地球上的生命如何形成仍然令人费解。即使这个决定性的步骤发生,到目前为止只能被怀疑。然而,研究人员现在已经发现证据表明,我们这个星球上可能存在一个繁荣的微生物世界:在32亿年前的岩石中,他们遇到了有机体固氮的证据。这个至关重要的生命过程可能比先前想象的要早10亿年。

氮是所有生命形式的关键因素。因为它是蛋白质的基本构件,因此也是细胞的工作机器。但是从空气中提取氮并使其可用于细胞新陈代谢并不容易。因为双原子分子中存在的氮必须转化为铵,氮氧化物或其他易于生物利用的化合物。在今天许多生物体的细胞中,这是通过各种酶,即所谓的固氮酶来完成的。然而,根据流行的假设,这些酶仅在大约150至22亿年前发展。“因此,当这种固氮成为可能时,地球生物圈变得庞大,强大和多样化的想法变得可能”,西雅图华盛顿大学的Eva Stueken及其同事解释道。但研究人员发现,这个过程可能比以前想象的更早。

Telltale同位素

在他们的研究中,Stueken和她的同事分析了世界上最古老的岩石的52个样本。它们的年龄从2.75到32亿年前,仍然可以在南非和澳大利亚西北部找到。研究人员分析了这些岩石中各种氮同位素的含量。重同位素与轻同位素的比率揭示了氮是否仅仅储存在岩石中,或者生化过程是否可以富集某些形式的氮。

即使在所研究的最古老的岩石中,研究人员也发现同位素比率表明生物固氮。“这些数据无法仅通过非生物过程解释,”他们表示。“已经有一个生物固定一定发生了。”但是,这意味着,即使之前3.2十亿年前细胞和酶存在,允许这个至关重要的生命过程 - 早约十亿年比以前认为的。研究人员报告说,这些可能是基于钼的固氮酶。它们仍然是目前最常见的固氮酶类型。“这个相当复杂的过程是如此古老和过时的想法20亿年前的作品几乎以同样的方式令人着迷,“斯图肯说。该发现表明这些酶的形成比以前认为的要早得多。

据研究人员称,他们的研究结果表明,生命可能比30亿年前更加广泛和多样化。华盛顿大学的共同作者罗杰·别克说:“我们的工作表明,地球早期的氮气并不缺乏。”“因此,它可能已经拥有了一个相当大和多样化的生物圈。”当时,甚至第一批微生物甚至可以冒险进入该国,并在Urozeans沿海地区的岩石上形成一层粘液。“我们可能永远不会找到这种粘液层的直接证据,但我们的数据可以提供间接证据表明该国已经存在,”别克说。

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