科技日報記者 張曄

地球生命空間起源于深海還是陸地？這一古老謎題有了新線索。11月28日，記者從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，該所南景博副研究員與日本國立材料科學研究所、澳大利亞新南威爾士大學等單位的學者合作的研究發(fā)現(xiàn)，在早期地球的陸地熱泉中，鐵硫化物為生命起源提供了關鍵的化學基礎。該研究揭示了早期地球陸地熱泉中的鐵硫化物在前生命碳固定中的潛力，為探索生命起源提供了新方向，也為未來尋找地外生命提供了依據(jù)。相關成果發(fā)表在最新一期的《自然 ?通訊》上。

目前，關于地球生命起源環(huán)境有兩大理論，即深海熱液生命起源假說和陸地熱泉生命起源假說。后者認為生命可能誕生于地表熱泉區(qū)域這一開放性環(huán)境。與深海環(huán)境不同，陸地熱泉能夠接觸到陽光，為光熱催化反應提供了動力來源。此外，陸地熱泉富含鐵、硫、二氧化硅等礦物質和化學物質，并具備干濕循環(huán)過程，為生命起源提供了重要的化學基礎。

地球早期熱液系統(tǒng)中富含鐵硫化物，這些鐵硫化物可能類似于現(xiàn)代代謝系統(tǒng)中的酶輔因子，參與了生命前的化學反應。為探究鐵硫化物在陸地熱泉前生命碳固定的作用，研究團隊在實驗中合成了一系列鐵硫化物（四方硫鐵礦）納米顆粒。通過實驗，他們發(fā)現(xiàn)這些鐵硫化物在特定溫度（80-120℃）和常壓下可催化氫氣驅動的二氧化碳還原反應，并用氣相色譜儀對生成的產物甲醇進行了定量測定。

研究顯示，摻錳的鐵硫化物在120℃的反應條件下表現(xiàn)出顯著的催化效果，而且在紫外-可見光和增強紫外光照射下，其催化活性進一步增強。這表明，光能或促進了化學反應的進行。研究團隊還發(fā)現(xiàn)，水蒸氣可進一步提升反應活性，這意味著陸地熱泉蒸汽噴口可能是早期地球非酶有機合成的關鍵場所。

南景博認為，鐵硫化物的氧化還原特性，使其具備與現(xiàn)代代謝酶類似的催化功能，為前生命碳固定提供了化學基礎。