地球早期生命在宇宙辐射中幸存的一种可能方式

黄俊琼

图解说明基于polyP与简单分子相分离的抗辐射原始细胞模型。a)导致早期地球上出现息肉、锰和生物聚合物的原始地球化学事件的前生物情景。b)分别使用息肉、Mn2+和三肽作为基本构件的LLPS凝聚体的形成和性质。c)抗辐射的区室原细胞模型使益生元辐射适应性成为可能。鸣谢:自然通讯(2023)。DOI: 10.1038/s41467-023-43272-5

（）据美国物理学家组织网（鲍勃·伊尔卡）：一个隶属于中国几个机构的生物物理学家小组通过实验发现了早期生命能够在宇宙辐射中生存的方法。在他们发表在《自然通讯》杂志上的研究中，该小组用抗辐射的锰抗氧化剂进行了实验。

先前的研究表明，地球形成于大约45亿年前，生命出现于大约5亿年后。先前的研究还表明，直到大约35亿年前，地球磁场才开始保护生命免受宇宙辐射。这就引出了生命在早期是如何开始和繁荣的问题。

一种被称为耐辐射球菌的细菌已经被证明能够在杀死大多数其他生物的辐射水平下存活。对这种细菌的研究表明，它之所以能够这样做，是因为它体内的锰(II)(锰)离子的含量——它可以保护这种微小的生物免受氧化应激的影响，而其他没有锰离子的细菌则会发生这种情况。这一发现导致了一种理论，认为锰(II)离子的存在是早期生命在地球上生存的手段。

为了测试这一理论，研究小组创建了他们称为原始细胞的模型——这种“凝聚层”被用来充当地球上早期生命原始细胞的替身。研究小组使用了两种类型，一种基于聚磷酸锰，另一种基于聚磷酸肽。

当暴露在高水平的γ射线下时，聚磷酸盐-锰凝聚层保持完整和活性。另一方面，聚磷酸盐-肽凝聚层被破坏了。

先前的研究表明，多磷酸盐锰在地球上存在的时间比生命存在的时间还要长，可能是在火山活动期间产生的——因此，它可以被原始细胞用作一种保护手段。

研究人员认为，地球上早期的原始细胞之所以能够存活，是因为受到了类似于聚磷酸锰的物质的保护。他们指出，这样的原始细胞将能够存活足够长的时间，以发展成蓝细菌，并最终成为真核细胞，这些细胞将受到地球磁场和臭氧层的保护。