锌元素缺乏导致古海洋生物进化延迟的假说被推翻

2013-01-15 08:52  来源:科技日报

  据每日科学网报道,美国加州大学河滨分校的研究小组近日证实,锌元素缺乏导致古海洋生物进化延迟的假说不成立。相关研究结果发表在《自然·地理科学》杂志上。

  锌是人类细胞组成必不可少的元素。锌结合蛋白,主要位于细胞核中,参与调节基因的转录。真核细胞在形成时,锌是其组成的第三个阶段,无论是早期还是后期,锌都是与蛋白质结合。许多研究人员认为真核细胞多元化发展和繁殖延迟的原因在于海水中的微量金属元素锌的水平非常低。

  新研究结果认为,海洋中一直存在锌,它并不是生物进化延迟的根本原因。研究人员在分析了来自北美、非洲、澳大利亚、亚洲和欧洲的2.7亿年到5.8亿年海相黑色页岩样品后,发现元古宙时期(25亿年到5.4亿年)的页岩所反映的海水中锌浓度与现代海水中锌浓度相比没有太大变化,因此不存在生物限制这一假说。本论文的第一作者、加州大学河滨分校硕士克林特·斯科特说:“我们认为,在古海洋黑色页岩中的锌浓度可以反映当时海水中的锌浓度,在整个地球历史进程中,锌在这些岩石里十分丰富。我们没有在海洋中找到任何生物限制的证据。”

  斯科特解释说,锌的限制和真核生物进化之间的关系主要基于的假设是,元古宙海洋充满了硫化物。在大量硫化物的作用下,锌应该是罕见的,因为它会迅速沉淀在海洋中。

  “然而,2011年《自然》也刊登了我们研究小组的论文,那上面介绍了,在元古宙海洋中充满了广泛的铁质,低氧与丰富的铁限制了硫化物的产生。”斯科特说道。研究小组认为,在2.7亿年铁锈色的深海中,大量的液体热锌与海底火山活动结合在一起,使海水中保持稳定的高水平锌含量。

  “在研究早期生命起源时,最具挑战性的是了解在当时的生活环境条件下,生物是如何出现并如何进化的问题。”主持这个项目的加州大学河滨分享生物地球化学教授蒂莫西·莱昂斯说,“我们用最直接的方法,专门跟踪必需的微量营养素,出乎意料的是,古海水中的锌供应比之前预想的要高很多,并且锌含量变化不大。”

  莱昂斯打趣地说:“我们只能猜想,早期真核细胞的祖先们,在其购物清单上,一开始并没有把锌加入其中,我们仍要寻找生物从海洋到陆地延迟的原因。”(王怡)

责任编辑: 豆豆
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