科技日报记者 张梦然

数十亿年前的地球是什么样子？哪些特征有助于生命的形成？在《科学》杂志最近发表的一篇论文中，美国罗切斯特大学和科罗拉多大学博尔德分校研究人员揭示了寻找答案的关键信息。该研究对发现生命起源、寻找其他行星上的生命都具有重要意义。

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对生命及其起源的研究通常涉及多种学科，包括基因组学、蛋白质组学及一个名为金属组学的新兴领域，该领域探索金属在执行细胞功能中的重要作用。随着生命的进化，对某些金属的需求发生了变化，新研究旨在确定数十亿年前微生物首次出现时可能存在哪些金属。

研究人员表示，当针对不同的生命起源情景提出假设时，人们通常假设所有金属都是可用的，因为没有研究为地球历史最早时期的流体金属浓度提供强有力的限制。

为了填补这个空缺，研究人员分析了数十亿年前岩石圈（地球的外层，包括地壳和上地幔）中流体的成分和特征。这些岩石圈流体是在地球内部和可能形成微生物的 外部热液池之间负责“运输”的关键途径。虽然研究人员无法直接测量数十亿年前存在的金属，但通过确定流体的特性，他们可推断出在生命出现期间，哪些金属可 能已经在地球内部和外部之间传输，并出现在这个星球表面，以及这些金属的浓度。

研究人员将结果应用于早期地球锆石，以确定数十亿年来岩石圈流体的氧气压力、氯含量和温度，再将这些信息输入计算机模型。从而成功模拟了哪些金属可以获得“入门证”。

结果令团队非常惊讶。例如，许多生命起源研究者认为铜可能是导致生命产生的化学成分，但是新研究没发现铜很丰富的证据；而锰却可能在地球和地球表面新兴的 生物系统之间起着重要作用。虽然此前在生命起源的场景中很少考虑到锰，但今天锰被认为有助于身体形成骨骼并协助酶分解碳水化合物和胆固醇。