地球的氧气主要由什么提供(生命的存在对于氧气和二氧化碳是极为重要的)

　　核心提示：在智利的阿塔卡马沙漠，一处名为“Laguna La Brava”的地方，科学家们一直在研究一条紫色的光合微物种带，它们生活在一个永远没有氧气的高盐湖中。“我从事微物种席的研究已有35年，”...

在智利的阿塔卡马沙漠，一处名为“Laguna La Brava”的地方，科学家们一直在研究一条紫色的光合微物种带，它们生活在一个永远没有氧气的高盐湖中。

“我从事微物种席的研究已有35年，”康涅狄格大学的地球学家皮耶特·维斯切说，“这是我在地球上能找到的唯一一处可以在完全没有氧气状态下生存的微物种席。”

石化成为叠层石的微物种席在地球上存在已有至少35亿年。然而，在其存在的最初10亿年中，地球上尚无氧气可用于光合作用。

这些生命形式怎么在这样的极端条件下生存仍是未知数。但是在研究了目前仍存在的叠层石和极端微物种之后，研究人员发现了少数可能性。

尽管长期以来，人们一直认为铁、硫和氢可以当作氧的替代物，但一直到加利福尼亚州的高盐瑟尔斯湖和莫诺湖内发现“砷微物种”（arsenotrophy）后，砷才成为替代氧的潜在竞争者。

从那之后，西澳大利亚“Tumbiana Formation”的叠层石就表明，在前寒武纪，捕获光和砷曾经也是光合作用的一种有效方式。但铁和硫就没有这种功能。

就在去年，研究人员在太平洋发现了一种同样呼吸砷的丰富生命形式。

甚至，Laguna La Brava的生命形式也与一种名为Ectothiorhodospira sp。的紫色硫细菌非常相似。该细菌最近在内华达州的一个富含砷的湖泊中被发现，它似乎可以把化合物亚砷酸盐氧化成另一种形式的砷酸盐，来进行光合作用。

尽管Laguna La Brava的微物种是否也代谢亚砷酸盐仍需要更多研究来验证，但初步的最新调查，这些微物种席周围的流水中含有大量的硫化氢和砷。

如果作者是正确的，且Laguna La Brava的微物种也确实是在“呼吸”砷的话，这些将是第一个在永久且完全无氧的微物种席中呼吸砷的生命形式，而这样的环境与我们预测的前寒武纪环境相似。

因此，这些微物种席将是非常好的模型，可以帮助我们理解地球上一些可能的最早生命形式。

尽管基因组研究表明，Laguna La Brava的微物种席拥有代谢砷和硫的工具，但作者们也表示，它们的砷酸盐还原似乎比硫酸盐还原更有效。

无论怎么，研究人员称，目前有强有力的证据表明这两种途径都存在，而这也足以在地球生命早期支持大量微物种席的生存。

如果该团队是正确的话，那么我们可能需要在别的地方寻找生命形式。

“在火星上寻找生命证据时，科学家们会关注铁元素，或许未来他们也可以关注一下砷元素，”维斯切说。

显然，砷可不只是毒药。