点燃早期地球生命的火花 |《自然-通讯》论文

论文标题：Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth

期刊：Nature Communications

作者：Benjamin L. Hess, et al.

数字识别码：10.1038/s41467-021-21849-2

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《自然-通讯》发表的一项研究Lightning strikes as a major facilitator of prebiotic phosphorus reduction on early Earth指出，闪电可能为支持早期地球的最初生命提供了足够的生物可利用磷。该研究结果提示了早期地球必需营养素的一个此前未注意到的来源。

地球生命的出现依赖于必需元素的精准调和，其中一个元素是生物可利用磷，或称活性磷，这是DNA、RNA和细胞膜脂质的一个关键成分。在早期地球上，大部分活性磷都储藏在不可溶的矿物中。一个例外是陨磷铁矿，这种矿物具有较高的活性，产生的磷可以形成有机分子。不过，陨磷铁矿的主要来源是陨石，意味着生命的出现曾被认为与地外岩石的撞击有关。

美国耶鲁大学的Benjamin Hess与合作者提出了陨磷铁矿和其中蕴含的磷的另一个来源。作者利用一系列分光技术，发现被闪电击中的部分富含粘土的土壤形成的玻璃状矿物中含有陨磷铁矿。通过估算每次电击可能产生的陨磷铁矿数量，以及早期地球上合适的土地，他们的计算显示，每年的电击可能在早期地球上产生了110千克到11000千克的磷，这个范围很大，但这个数量足以催生最初的生命形式，总量最终可能超过了流星撞击产生的磷。他们利用模拟早期地球气候的模型推测，虽然流星撞击在45亿年前月球形成后开始减少，但闪电次数以及由此产生的磷在35亿年前超过了陨星，这个时间碰巧也是生命起源的时间。

地球早期的闪电引起磷的还原反应。图片来自Hess et al.

©Nature

  Nat Com | doi: 10.1038/s41467-021-21849-2