北京
科技日报记者 张晔
地球生命空间起源于深海还是陆地？这一古老谜题有了新线索。11月28日，记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所南景博副研究员与日本国立材料科学研究所、澳大利亚新南威尔士大学等单位的学者合作的研究发现，在早期地球的陆地热泉中，铁硫化物为生命起源提供了关键的化学基础。该研究揭示了早期地球陆地热泉中的铁硫化物在前生命碳固定中的潜力，为探索生命起源提供了新方向，也为未来寻找地外生命提供了依据。相关成果发表在最新一期的《自然 ・通讯》上。
早期地球陆地热泉概念图。亚历克斯·博索伊/Alex Bosoy 绘
目前，关于地球生命起源环境有两大理论，即深海热液生命起源假说和陆地热泉生命起源假说。后者认为生命可能诞生于地表热泉区域这一开放性环境。与深海环境不同，陆地热泉能够接触到阳光，为光热催化反应提供了动力来源。此外，陆地热泉富含铁、硫、二氧化硅等矿物质和化学物质，并具备干湿循环过程，为生命起源提供了重要的化学基础。
地球早期热液系统中富含铁硫化物，这些铁硫化物可能类似于现代代谢系统中的酶辅因子，参与了生命前的化学反应。为探究铁硫化物在陆地热泉前生命碳固定的作用，研究团队在实验中合成了一系列铁硫化物（四方硫铁矿）纳米颗粒。通过实验，他们发现这些铁硫化物在特定温度（80-120℃）和常压下可催化氢气驱动的二氧化碳还原反应，并用气相色谱仪对生成的产物甲醇进行了定量测定。
研究显示，掺锰的铁硫化物在120℃的反应条件下表现出显著的催化效果，而且在紫外-可见光和增强紫外光照射下，其催化活性进一步增强。这表明，光能或促进了化学反应的进行。研究团队还发现，水蒸气可进一步提升反应活性，这意味着陆地热泉蒸汽喷口可能是早期地球非酶有机合成的关键场所。
南景博认为，铁硫化物的氧化还原特性，使其具备与现代代谢酶类似的催化功能，为前生命碳固定提供了化学基础。
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