 地球生命大约出现在35亿年前，但据科学家研究，在生命诞生之初的十亿年里，地球还没有产生氧气。我们都知道，氧气是地球绝大部分生物维持生命最重要的物质之一。那在数十亿年前没有氧气的情况下，地球生命“呼吸”什么呢？答案是“砷（arsenic）”，也是令人闻之色变的毒药、俗称砒霜的主要成分。 打开凤凰新闻，查看更多高清图片 发表于《通讯-地球与环境》的一项研究显示，美国康涅狄格大学研究团队在智利高海拔的血红色湖泊中，发现了在地球上生存至少35亿年的微生物，并且这种生物“呼吸”砷而不呼吸氧气。如果研究正确的话，那将是第一个发现在永久且无氧的环境中生存的生命形式。 “吃”砒霜不但没有被毒死，还能用它来维持生命？ 智利北部的阿塔卡马沙漠（Salar de Atacama）尽管干旱可能已经持续了1.5亿年，但是沙漠的石膏矿床中仍形成了一些湖泊，包括了布拉瓦湖（Laguna La Brava）。湖水来源主要是火山岩渗出的碱性地下水，夏季蒸发量超过雨水的输入量，从而形成了高盐湖。
而来自康涅狄格大学的地质学家维舍尔（Pieter Visscher）团队在湖泊发现一条血红色的微生物带，研究分析表明，这些微生物属于无氧光合细菌，其中湖水含有高浓度的砷（0.82–1.51 mM）和硫化物（0.67-1.9 mM），铁含量较低（0.05–0.1 ppb），流动的水含有硫化氢但完全不含氧气，pH值为7.9–8.4。从这些数值可以看出，这些微生物生活在一个碱性非常高、无氧、充满剧毒物质的水体环境里。
其中团队在湖里的叠层石（地球最古老的生物化石）里，发现了一种至少在地球存在了35亿年，完全不依氧气生存的紫色生物——“类埃克托氏螺旋体细菌”（Ectothiorhodospira-like）。它们可以通过吸收周围富含的碳酸氢盐和砷，进行光合作用以维持机体所需的能量。换而言之，它们“吃”砒霜不但没有被毒死，反而在地球上活蹦乱跳繁衍了几十亿年。但从目前的研究来看，这一结论仍需要更多的验证和事实依据。 砷微生物不等于砷基生命！ 其实类似的细菌群在美国加州的盐湖莫诺湖（Mono Lake）和瑟尔斯湖（Searles Lake）都有发现，这些细菌通过“呼吸”砷来维持能量代谢，科学上暂且称为“砷微生物”（arsenotrophy）。不过砷微生物不等于砷基生命，本质上它们还是属于碳基生命的一种。
当年（2010年）NASA的沃夫西蒙博士曾将莫诺湖底砷浓度极高的沉积物中发现了大量“GFAJ-1”细菌，研究发现这种细菌的DNA含有砷原子，而非一般情况的磷原子，所以将其称为“砷基生命”。但是这个结论后来被证实不实（伪），原因是GFAJ-1细菌在有砷但完全没有磷的环境中是无法生长的，但只要有一点磷元素，那么即使会接触到砷，则依然能顺利滋长。简单来说，GFAJ-1 这种细菌虽然吃砷，却仍需要磷元素才能生长。
理论上，地球上碳基生物体内诸多关键物质（比如DNA、RNA、ATP、磷酸化蛋白）都含有磷酸根，而砷化合物（砷酸盐）进入生命体内后可置换磷酸根，造成细胞死亡。所以对很多生物来说，砷是有毒的。（事实上，磷虽是生命的必需元素，但也不是什么好鸟）。 那砷微生物为何可以“呼吸”砷呢？初步研究显示，这种微生物进化出一种蛋白质，科学选择性地过滤有毒元素。但是它们究竟如何在砷含量极高的险恶环境中存活下来？“吃”进去的砷跑到哪里去了？ 此外古生物学家在西澳大利亚“Tumbiana Formation”的叠层石里，发现一些古生物曾经捕获光和砷来进行光合作用，难道这就是前寒武纪微生物的主要光合作用模式？这个问题值得去研究推敲，或许会产生更多的证据。
最后： 虽然还没有证据指出，地球有脱离了生命六大元素的生命存在。但地球上发现的极端微生物一直都在刷新人类关于生命现象的认识，而它们的存在也在暗示着人类，说不定在地球上某个未知的角落，存在一个未曾发现的生物圈。而科学家在寻找外星生命证据时，或许可以关注一下其他元素。 |
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