在氧气出现之前，地球上的早期生命竟然靠“砒霜”续命？

数十亿年前，在氧气还没有出现的时候，臭名昭著的砒霜可能就是为我们的星球带来新生命的化合物。

在智利的阿塔卡马沙漠有一个叫Laguna La Brava的地方，科学家们一直在这个地方研究一个由光合微生物组成的紫色地带，这些光合微生物生活在一个永久无氧的高盐湖中。

康涅狄格大学的地球科学家Pieter Visscher说:“我研究微生物席已经35年了。”

“这是我在地球上找到的唯一一个完全能够在无氧环境下生存的微生物席。”

石化成叠层石的微生物席在地球上大量存在，它们至少有35亿年的历史，但在它们存在的最初10亿年里，地球上并没有可以用于光合作用的氧气。

这些生命形式如何在这种极端的条件下存活下来仍然是个谜，但是通过研究现在存活的叠层石和极端微生物，研究人员发现了一些潜在的答案。

虽然铁、硫和氢很早就被认为是氧的潜在替代物，但直到在加州高盐的瑟尔斯湖和莫诺湖发现了“arsenotrophy”(砷微生物)之后，砷才成为了氧的潜在竞争者。

从那时起，来自澳大利亚西部Tumbiana Formation的叠层石就揭示了在前寒武纪捕获光和砷曾经也是一种有效的光合作用方式，但铁和硫就不是。

就在去年，研究人员在太平洋中发现了一种同样呼吸砷的丰富生命形式。

甚至Laguna La Brava的生命形式也非常类似于一种名为Ectothiorhodospira sp.(外硫红螺菌属)的紫色硫细菌，这种细菌最近在内华达州一个富含砷的湖泊中被发现，它似乎可以通过将化合物亚砷酸盐氧化成另一种形式的砷酸盐来进行光合作用。

虽然Laguna La Brava的微生物是否也能代谢亚砷酸盐还需要更多的研究来证实，但最初的研究发现，在这些生物席周围流动的水中含有大量的硫化氢和砷。

如果作者是对的话，Laguna La Brava的微生物确实在“呼吸”砷，这些生命形式将是第一个在永久且完全无氧的微生物席中“呼吸”砷的生命形式，类似于我们对前寒武纪环境中的预测。

就其本身而言，这些微生物席是一个很好的模型，它可以帮助我们了解地球上一些可能起源最早的生命形式。

尽管基因组研究表明，Laguna La Brava的微生物席拥有代谢砷和硫的能力，但作者们表示，砷酸盐还原似乎比硫酸盐还原更有效。

不管怎样，他们说，目前有强而有力的证据表明这两种还原途径都存在，而这足以在地球生命早期支持大量微生物垫的生存。

如果这个团队是正确的话，那么我们可能需要将寻找生命形式的行动扩大到其他地方。

Visscher说:“在火星上寻找生命证据时，科学家们将会关注铁元素，也许他们也应该关注一下砷元素。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接：https://www.sciencealert.com/life-on-earth-may-have-breathed-arsenic-before-oxygen-was-around