摘要
医学研究人员说，地球上的早期生命受到固氮酶的限制。酶-固氮酶可以追溯到40多亿年前所有细胞的共同祖先。“地球上有一半的人……
医学研究人员说，地球上的早期生命受到固氮酶的限制。酶-固氮酶可以追溯到40多亿年前所有细胞的共同祖先。
在地球46亿年历史的一半时间里，大气中只含有二氧化碳和氮，没有氧气，但当蓝藻(也被称为蓝藻)开始利用固氮酶产生第一个氧气时，情况发生了变化。这导致了大氧化事件。
"但是，大气中的氧气含量并没有稳步上升，而是在20亿年的时间里以体积计稳定在2%，之后才上升到今天的21%。科学家们对这一现象的原因一直争论不休，我们认为我们终于找到了一个简单而有力的答案。”
今天，来自伦敦大学学院、伦敦玛丽皇后大学和杜塞尔多夫海因里希-海涅大学的研究人员在《植物科学趋势》上发表的一项研究首次提出，使用氮酶产生的大气氧气阻止了这种酶的工作。
这种负反馈循环阻止了氧气的进一步生成，并在大约24亿年前的地球历史上引发了长时间的停滞。
元古宙持续了近20亿年，在生命、海洋和大气组成以及气候的演化过程中几乎没有发生什么变化，因此有人称之为“无聊的十亿元”。
研究报告的撰写者之一、杜塞尔多夫海因里希-海涅大学的威廉·马丁教授说:“关于为什么大气中的氧气含量在如此长时间内稳定在2%的水平，包括氧气与金属离子的反应，有很多观点，但值得注意的是，氮酶的关键作用完全被忽视了。”
“我们的理论是唯一一个能够解释在如此长时间内全球氧气产量受到影响的理论，并解释了为什么它能够上升到我们今天看到的水平，推动地球上生命的进化。”
研究小组称，只有在大约6亿年前植物占领土地时，这种负反馈循环才会结束。
当陆生植物出现时，叶片中的产氧细胞与土壤中含氮酶的细胞进行了物理分离。这种分离使氧在不抑制固氮酶的情况下积累。
这一理论得到了化石记录中证据的支持，这些证据表明，大约4.08亿年前，一旦陆地植物的光合作用导致氧气水平上升，蓝细菌就开始保护被称为杂胞的专用细胞中的固氮酶。
研究报告的撰写者之一、伦敦玛丽女王大学的布伦达·塔克说:“固氮酶对生命和光合作用过程至关重要，因为它能将空气中的氮转化为氨，氨可用于制造蛋白质和核酸。”
“通过在实验室条件下研究蓝藻细菌，我们知道，当氮化酶被氧气迅速破坏时，在当前大气浓度超过10%(按体积计为2%)时，它就停止工作了。尽管生物学家已经知道了这一点，但直到现在，人们才认为这是地球上最大谜团之一背后的驱动因素。”
来源：Medindia
此文系悬壶济世网原创整理，没有授权，请勿转载！
