地球早期生命在宇宙辐射中生存的可能方法

中国多个机构的一个生物物理学家团队通过实验发现了早期生命能够在宇宙辐射中生存的方法。在《自然通讯》杂志上报道的研究中，该小组用抗辐射的锰抗氧化剂进行了实验。

先前的研究表明，地球大约在 45 亿年前形成，生命在大约 5 亿年后出现。先前的研究还表明，直到大约 35 亿年前，地球磁场才开始保护生命免受宇宙辐射的影响。这引发了关于生命在早年如何开始和繁荣的问题。

一种被称为耐辐射奇球菌的细菌已被证明能够在足以杀死大多数其他生物的辐射水平下生存。对这种细菌的研究表明，它之所以能够做到这一点，是因为其体内含有大量的 Mn(II)(锰)离子，它可以保护这些微小生物免受氧化应激的影响，而其他不具有这种能力的细菌可能会发生氧化应激。它。这一发现催生了一些理论，认为Mn(II)离子的藏匿是早期生命在地球上生存的手段。

为了检验这一理论，研究小组创建了他们称之为原始细胞的模型——这种“凝聚层”被用来作为地球上早期生命原始细胞的替代品。该团队使用了两种类型，一种基于聚磷酸锰，另一种基于聚磷酸肽。

当暴露于高水平的伽马射线时，聚磷酸盐-锰凝聚层保持完整且有活性。另一方面，多磷酸肽凝聚层被破坏。

先前的研究表明，多磷酸锰在地球上存在的时间比生命存在的时间还要长，很可能是在火山活动期间产生的——因此，它可以被原始细胞用作一种保护手段。

研究人员认为，地球上的早期原始细胞之所以能够生存，是因为受到类似于聚磷酸锰的材料的保护。他们指出，这种原始细胞能够存活足够长的时间，发展成蓝细菌，并最终发展成真核细胞，而真核细胞将受到地球磁场和臭氧层的保护。

更多信息： Shang Dai 等人，一种具有益生元辐射适应性的无机矿物原始细胞，Nature