研究发现铁影响复杂生命形式发展的可能机制

这项工作最近发表在《PNAS》上。

这项研究的论文联合作者、牛津大学地球科学系行星材料副教授Jon Wade说道：“地球岩石中最初的铁含量是由行星吸积的条件‘设定’的，在这期间，地球的金属核心跟岩石地幔分离。行星的岩石部分的铁太少，就像水星，生命就不可能存在。太多了，像火星，水可能很难在跟复杂生命进化有关的时间内保持在表面上。”

最初，地球上的铁质条件将是最佳的，可以确保水的表面保留。另外，铁也会溶于海水，使其容易获得，这给简单的生命形式的发展提供了一个跳板。然而，地球上的氧气水平在约24亿年前开始上升（被称为“大氧化事件”）。氧气的增加跟铁产生了反应从而导致铁变得不溶解。数以千亿计的铁从海水中掉了出来，在那里，发展中的生命形式可以利用的铁就少了很多。

论文共同作者、牛津大学MRC Weatherall分子医学研究所的铁生物学教授Hal Drakesmith说道：“生命必须找到新的方法来获得它所需要的铁。如感染、共生和多细胞是使生命能更有效地捕获和利用这种稀缺但重要的营养物质的行为。采用这样的特征将推动早期生命形式变得越来越复杂，从而进化成我们今天看到的样子。”

对铁的需求作为进化的驱动力以及随之而来的能够获得贫乏的铁的复杂生物体的发展可能是罕见或随机发生的。这对其他星球上复杂的生命形式可能有多大的影响。

Drakesmith教授说道：“目前还不知道智能生命在宇宙中有多普遍。我们的概念意味着支持简单生命形式启动的条件不足以同时确保复杂生命形式的后续进化。可能需要通过严重的环境变化进行进一步的选择--如地球上的生命如何需要找到一种新的方式来获取铁。行星尺度上的这种时间变化可能是罕见或是随机的，这意味着智能生命的可能性也可能很低。”

然现在知道铁在生命发展中的重要性可能有助于寻找可以发展生命形式的合适的行星。通过评估外行星地幔中的铁的数量，现在可能会缩小寻找能够支持生命的外行星的范围。

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