作者：史湘绮 李传福

在地球的早期历史中，生命是如何起源的？这是一个古老而神秘的问题，科学家们一直在探索。最近，中国科学院南京地质古生物研究所的科学家们领衔的国际团队通过模拟实验发现在地球最早期陆地热泉式的环境中，铁硫化物可通过光热催化作用还原二氧化碳，产生甲醇，从而为地球生命起源的关键代谢途径提供物质基础。

这项研究的重要性在于，它为我们理解地球早期生命起源提供了新的方向。在早期地球生命起源的假说中，深海热液和陆地热泉是普遍认为孕育生命的两种可能环境。然而，大多数研究都集中在深海热液喷口，对陆地热泉的研究相对较少。此次研究团队在实验室中模拟了早期陆地热泉的环境，包括80至120摄氏度的高温、强紫外光照射，以及富含二氧化碳、氢气、铁硫化物的热泉喷口环境。实验结果显示，铁硫化物在这种环境下能起到催化作用，促进二氧化碳转变为甲醇。

甲醇的产生是一个重要的发现，因为它可能通过进一步的催化转化为最古老代谢途径所需的甲基，为生命起源奠定基础。这一过程展示了在早期地球陆地热泉中，铁硫化物如何将二氧化碳转化为有机分子，并进一步为生命起源提供原材料。这一发现不仅为探索生命起源提供了新的方向，也为未来寻找地外热泉环境下的生命提供了依据。

陆地热泉与深海热液喷口相比，具有独特的优势。陆地热泉能够接触到阳光，为光热催化反应提供了动力来源。此外，陆地热泉富含铁、硫、二氧化硅等矿物质和化学物质，并具备干湿循环过程，为生命起源提供了重要的化学基础。这些条件共同作用，可能促进了有机分子的合成和聚合，为生命的诞生创造了理想的条件。

研究团队还发现，铁硫化物在特定温度和常压下可催化氢气驱动的二氧化碳还原反应，并用气相色谱仪对生成的产物甲醇进行了定量测定。特别是掺锰的铁硫化物在120℃的反应条件下表现出显著的催化效果，而且在紫外-可见光和增强紫外光照射下，其催化活性进一步增强。这表明，光能可能在这一反应中发挥了激发作用，促进了化学反应的进行。研究团队还发现，水蒸气的引入可进一步提升反应活性，这提示陆地热泉蒸汽喷口可能是早期地球非酶有机合成的关键场所。

这项研究的意义不仅在于它为我们提供了生命起源的新线索，而且在于它可能改变我们对生命起源环境的理解。铁硫化物的发现，特别是其在光热催化作用下将二氧化碳转化为甲醇的能力，为我们打开了探索生命起源的新窗口。这一发现不仅对地球早期生命的起源研究具有重要意义，也为寻找地外生命提供了新的理论基础。随着科学技术的不断进步，我们对生命起源的理解将会越来越深入，揭开生命起源之谜的那一天也许并不遥远。

来源: 李传福