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地球早期的生命吃什么?答案你可能做梦都想不到!

地球上的早年生活吃了什么?一群国际科学家,包括圣安德鲁斯大学,锡拉丘兹大学和伦敦大学皇家霍洛威学院,现已证明了地球早期生命的食物来源。

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地球上的生命取决于氮和磷等关键元素的供应,这些元素在所有生命中无处不在,因为它们对DNA,生命蓝图和蛋白质形成机制至关重要。它们起源于岩石和大气,因此在地质时期地球表面环境的化学成分发生重大变化时,生命的可能性会发生波动。

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发表在《自然地球科学》的一项新研究揭示了这些元素的供应如何直接影响地球富氧大气的生长,并在地球早期生命的演化中发挥关键作用。地球历史上最重大的变化是氧气光合作用的演变,它通过向生物圈提供碳源和向大气提供氧源从根本上改变了地球,大气氧化事件(GOE)在大约23亿年前达到顶峰。虽然营养素对生命至关重要,但它们可用于海洋中的氮和磷。

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特别是这些元素的供应如何驱动和响应地球的氧气合作尚不清楚。该团队使用了保存完好的岩石样本,这些样本与27亿年前氧气光合作用的早期证据有关。研究了地球的早期氮循环,以解释与地球氧化初始阶段相关的反馈信息。在此时间间隔内,可以使用少量宝石进行分析。艺术与科学学院地球科学副教授Christopher Junium表示,在过去的2.7亿年中,这些古老的岩石大部分在板块构造活动中变形和加热,这剥夺了其原始信号的生命。

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岩石样本首次直接证明了在前山海中形成了一个大的铵池,这提供了足够的氮来为早期的生物圈和相关的氧气生产提供燃料。圣安德鲁斯大学地球与环境科学学院的读者和研究团队负责人Aubrey Zerkle说:今天,我们认为铵是清洁产品中令人不快的气味,但它可能是一种食物。产生的氧气有机体在地球历史早期依赖的环境中经历了重大演变。

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除了帮助科学家更好地了解氮循环在全球氧合作用中的作用外,这些新发现为地球早期演化过程中的其他营养反馈提供了背景。随着生命和环境变化的演变,越来越清楚的是,营养限制的游戏在地球的历史中已被逆转。令人惊讶的是,直到4亿年后才有明显的大气氧合证据,这意味着其他一些营养素,如磷,必须在确定进化速度方面发挥重要作用。