钼看起来是很冷门的金属元素,却是极重要生命推手,让地球生命为之疯狂。这种金属有助加速细胞重要生化反应,是驱动多种生物反应的酵素必需成分,最近科学家进一步发现30亿年前古老生命就开始使用钼驱动生命反应,即使当时地球上的钼极度稀缺。
钼位于某些关键酵素进行碳、氮、硫反应的催化核心,这些酵素需要钼辅酶(Molybdenumcofactor)结构,简单说由一个有机框架+钼金属组成“工具头”,用来催化很难进行的生物反应。
过去地质证据显示数十亿年前地球海洋只存在微量钼,随著微生物开始进行光合作用使大气氧含量增加,约24.5亿年前迎来大氧化事件,才对生命演化产生深远影响,NASA先前研究曾表明,钼约在此时期增加,可能是复杂生命进化必须物质。
在大氧化事件前,科学家认为生命应该透过化学性质相似的钨金属加速重要生化反应,然而新研究发现,尽管古地球环境钼很稀缺,31~37亿年前古老生命仍已找到利用钼的方法。
研究表明,使用钼、钨的酵素系统根源都能追溯至太古宙,表明早期生命可能同时使用这2种金属工作,而不是遵循“先钨后钼”脉络。
早期地球海洋缺钼,但生命还是从提供微量铁、锌、铜、镍、锰、钒、钼、钴、钨金属的海底热泉(hydrothermalvent)找到钼补给站,即使存在其他有用金属,钼某种程度上仍是生命做为超级催化剂的首选,钼能高效驱动碳、氮、硫化学反应,优势大到让生命愿意费尽心机寻找。
该研究告诉我们别小看生命的灵活性与执著,只要某种元素对生命来说极重要,生命就不会轻易放弃采纳它,而是演化出独特使用策略。换句话说,如果一颗系外行星含氧量、金属特征与地球历史不同,那里的生命便可能选择全然不同的金属做为自身生化反应催化剂。
新论文发表在《自然通讯》(NatureCommunications)期刊。

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