科技日?qǐng)?bào)記者 張曄
地球生命空間起源于深海還是陸地？這一古老謎題有了新線索。11月28日，記者從中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，該所南景博副研究員與日本國(guó)立材料科學(xué)研究所、澳大利亞新南威爾士大學(xué)等單位的學(xué)者合作的研究發(fā)現(xiàn)，在早期地球的陸地?zé)崛?，鐵硫化物為生命起源提供了關(guān)鍵的化學(xué)基礎(chǔ)。該研究揭示了早期地球陸地?zé)崛械蔫F硫化物在前生命碳固定中的潛力，為探索生命起源提供了新方向，也為未來(lái)尋找地外生命提供了依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表在最新一期的《自然 ?通訊》上。
目前，關(guān)于地球生命起源環(huán)境有兩大理論，即深海熱液生命起源假說(shuō)和陸地?zé)崛鹪醇僬f(shuō)。后者認(rèn)為生命可能誕生于地表熱泉區(qū)域這一開(kāi)放性環(huán)境。與深海環(huán)境不同，陸地?zé)崛軌蚪佑|到陽(yáng)光，為光熱催化反應(yīng)提供了動(dòng)力來(lái)源。此外，陸地?zé)崛缓F、硫、二氧化硅等礦物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)，并具備干濕循環(huán)過(guò)程，為生命起源提供了重要的化學(xué)基礎(chǔ)。
地球早期熱液系統(tǒng)中富含鐵硫化物，這些鐵硫化物可能類(lèi)似于現(xiàn)代代謝系統(tǒng)中的酶輔因子，參與了生命前的化學(xué)反應(yīng)。為探究鐵硫化物在陸地?zé)崛吧脊潭ǖ淖饔?，研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中合成了一系列鐵硫化物（四方硫鐵礦）納米顆粒。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)這些鐵硫化物在特定溫度（80-120℃）和常壓下可催化氫氣驅(qū)動(dòng)的二氧化碳還原反應(yīng)，并用氣相色譜儀對(duì)生成的產(chǎn)物甲醇進(jìn)行了定量測(cè)定。
研究顯示，摻錳的鐵硫化物在120℃的反應(yīng)條件下表現(xiàn)出顯著的催化效果，而且在紫外-可見(jiàn)光和增強(qiáng)紫外光照射下，其催化活性進(jìn)一步增強(qiáng)。這表明，光能或促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，水蒸氣可進(jìn)一步提升反應(yīng)活性，這意味著陸地?zé)崛羝麌娍诳赡苁窃缙诘厍蚍敲赣袡C(jī)合成的關(guān)鍵場(chǎng)所。
南景博認(rèn)為，鐵硫化物的氧化還原特性，使其具備與現(xiàn)代代謝酶類(lèi)似的催化功能，為前生命碳固定提供了化學(xué)基礎(chǔ)。
