钼与地球生命的起源

生命的存在与钼有着直接的关系，这一点可能并不广为人知。钼作为少数几个必需元素之一，帮助人和所有其他生物完成维持生命的关键过程。钼甚至在数十亿年前地球生命的起源中也发挥了重要作用。

钼是生命所必需的。它在人类和动物体内几种酶的产生过程中起着关键作用，这些酶有助于清除毒素和废物，并帮助细胞产生能量。它是植物必不可少的微量营养素，使植物能够从空气和土壤中吸收氮。

氮也是所有生命所必需的。它主要以惰性形态存在于空气和土壤中，不能直接被使用。强化学键使氮原子成对地结合在一起，必须打破它们才能释放出生物过程所需的单个原子。氮原子与其他化学物质结合形成维持生命的生物化合物。这个转化过程称为固氮。

关于地球上生命究竟是如何起源和进化的，有很多理论，但一个共同的因素是 — 钼的存在。

生命的气息

一种理论认为生命起源于海洋。当时地球的大气层主要由氮、二氧化碳和水蒸汽组成，与我们今天呼吸的富含氧气的大气有很大不同。海洋也没有氧气，尽管生活在浅海、名为蓝藻的细菌(细菌的早期形式)第一次光合作用会产生一些氧。这些早期的微生物利用海洋中丰富的可溶性铁来 “固定” 氮以供生长。

随着这些微生物的生长，光合作用导致浅海区域发生氧合作用，使铁变成不可溶的物质，并抑制了进一步的固氮作用。地球大气层的演变过程开始出现了一段停滞期，科学家将18.5亿年前到8.5亿年前称为 “无聊的10亿年”。

“无聊”时期以有机生命的突然增长和地球大气层氧合作用的增加而告终。科学家们认为，在 “无聊的10亿年” 结束时，海洋中可溶解钼的数量急剧增加，导致含钼固氮酶的生长发育。固氮酶是一种强大的有固氮作用的酶，它大大增加了可利用氮的数量，从而加快了生长速度。随着微生物的生长，光合作用增加，产生了更多的氧气，从而形成了富含氧气的大气层，自此得以维持生命的延续。

古老岩石另一种理论认为生命不是起源于海洋，而是起源于陆地。据2015年发表的一篇文章介绍，华盛顿大学的一个团队在地球一些最古老的岩石上发现了固氮的证据。Stüeken与她的合作者对取自现在非洲和澳大利亚的50多个岩石样本进行了化学分析。结果与微生物采用固氮酶固氮的模式一致。因为有些岩石已经有30多亿年的历史了，研究人员提出早期生命可能是以产氧黏土的单细胞层存在的。氧与岩石中的钼发生反应，使其变成更适于固氮的可溶形态。因此，这个过程可能有助于增加海洋中的可利用钼，“启动”大规模的海洋微生物光合作用。

没有钼地球上就不可能有生命

稳定的影响

关于地球生命的起源，还有另一个更有趣的理论 — 认为地球上的生命实际起源于火星!据2013年提出这一理论的Steve Benner 教授说，钼证明了这一点。

泛胚种的概念，即生命在行星间的转移的概念，并不新鲜。但Benner 教授通过研究硼和钼氧化物的可利用性，把这一概念更推进了一步。他指出，仅仅给早期地球上的有机化合物添加能量，只能产生沥青状的黏稠物，而不是生命的开始。这个问题已经困扰科学家许多年。

Benner 提出，硼酸盐和钼酸盐充当催化剂，形成了正确的RNA，即DNA的前体。科学家普遍认可RNA是第一个形成并能够自我复制的遗传分子。他的理论假设硼酸盐和钼酸盐对碳化合物中的糖分子起到了稳定作用，并重新排列生成核糖 — RNA中的“R”。而最关键的是，他断言只有当硼和钼本身稳定下来—以它们的氧化物形式存在，这种情况才有可能发生。因为三十亿年前地球上的氧气极少，Benner得出结论，这一定发生在其他地方 — 氧气充足的地方，比如火星。

支持这一理论的另一个方面论据是，早期地球上充满了水，这既阻止了硼以必要的数量发展，又在RNA形成后立即攻击它，这对生命起源于地球的理论提出了第二个质疑。

相比之下，科学家们相信30亿年前火星表面只有很少的地表水，但有丰富的氧气。该理论提出，生命起源于更适宜生存的火星表面，然后被陨石运送到地球，并在那里继续繁衍生息。Benner的理论对地球生命起源之争论的关键问题提供了合理的解释，因此获得了许多追随者的支持，有望确立成为生命起源的另一种解释。

钼对维持现代生命的重要作用已经得到证明和认可。生命起源的讨论仍将继续，科学发现将不断丰富我们的认知。目前关于生命起源和演化的主要理论都认为钼是关键因素，它对数十亿年前生命的重要性，如同对今天的生命一样重要。