新模型闡明生命可能起源

數十億年前的地球是什麼樣子？哪些特徵有助於生命的形成？在《科學》雜誌最近發表的一篇論文中，美國羅切斯特大學和科羅拉多大學博爾德分校研究人員揭示了尋找答案的關鍵資訊。該研究對發現生命起源、尋找其他行星上的生命都具有重要意義。

對生命及其起源的研究通常涉及多種學科，包括基因組學、蛋白質組學及一個名為金屬組學的新興領域，該領域探索金屬在執行細胞功能中的重要作用。隨著生命的進化，對某些金屬的需求發生了變化，新研究旨在確定數十億年前微生物首次出現時可能存在哪些金屬。

研究人員表示，當針對不同的生命起源情景提出假設時，人們通常假設所有金屬都是可用的，因為沒有研究為地球歷史最早時期的流體金屬濃度提供強有力的限制。

為了填補這個空缺，研究人員分析了數十億年前岩石圈（地球的外層，包括地殼和上地幔）中流體的成分和特徵。這些岩石圈流體是在地球內部和可能形成微生物的外部熱液池之間負責“運輸”的關鍵途徑。雖然研究人員無法直接測量數十億年前存在的金屬，但通過確定流體的特性，他們可推斷出在生命出現期間，哪些金屬可能已經在地球內部和外部之間傳輸，並出現在這個星球表面，以及這些金屬的濃度。

研究人員將結果應用於早期地球鋯石，以確定數十億年來岩石圈流體的氧氣壓力、氯含量和溫度，再將這些資訊輸入電腦模型。從而成功模擬了哪些金屬可以獲得“入門證”。

結果令團隊非常驚訝。例如，許多生命起源研究者認為銅可能是導致生命産生的化學成分，但是新研究沒發現銅很豐富的證據；而錳卻可能在地球和地球表面新興的生物系統之間起著重要作用。雖然此前在生命起源的場景中很少考慮到錳，但今天錳被認為有助於身體形成骨骼並協助酶分解碳水化合物和膽固醇。

【總編輯圈點】

金屬在生物體內起著重要作用。繼基因組學、蛋白質組學、代謝組學之後，金屬組學也成為揭示生命規律的一個重要前沿學科。是的，研究金屬，探究微量元素的存在和演變，也能對生命及其産生時的環境形成更深入的認識。這次，研究人員分析了數十億年前岩石圈中流體的成分和特徵，通過模型模擬，發現了一些和傳統觀點有出入的結果，比如銅和錳的作用。新的研究手段的介入，帶來驚喜和疑問，當然，我們仍需要進一步研究去佐證新的發現。