PNAS：铁元素对地球上生命的形成和其他星球上生命存在的可能性是不可或缺的

　　

铁是几乎所有生命生长和茁壮成长所必需的营养素。铁的重要性一直可以追溯到地球的形成，地球岩石地幔中的铁含量是由地球形成时的条件“决定”的，并对生命的发展产生了重大影响。现在，牛津大学的科学家们发现了铁影响复杂生命形式发展的可能机制，这也可以用来理解在其他行星上高级生命形式可能存在的可能性有多大。这项研究今天发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究报告的撰写者之一、牛津大学地球科学系行星材料副教授乔恩?韦德说:“地球岩石中最初的铁含量是由行星吸积条件决定的，在吸积过程中，地球的金属内核与岩石地幔分离。”“在这颗行星的岩石部分，比如水星，铁元素太少，就不可能有生命。太多了，比如火星，在与复杂生命进化相关的时期，水可能很难留在火星表面。”

最初，地球上的铁条件是确保表面保留水的最佳条件。铁也可以溶解在海水中，这使得它可以很容易地为简单的生命形式的发展提供一个快速的开端。然而，地球上的氧气水平在大约24亿年前开始上升(被称为“大氧化事件”)。氧气的增加产生了与铁的反应，导致铁变得不溶。数以亿计的铁从海水中掉落，而在海水中，铁对于生命形式的发展是非常有限的。

“生命必须找到新的途径来获取它所需要的铁，”论文合著者、牛津大学(University of Oxford) MRC Weatherall分子医学研究所(MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine)铁生物学教授哈尔·德拉克斯史密斯(Hal drakessmith)说。“例如，感染、共生和多细胞性是使生命更有效地捕捉和利用这种稀缺但重要的营养物质的行为。”采用这些特征将推动早期生命形式变得更加复杂，并进化成我们今天所看到的样子。”

对铁的需求作为进化的驱动力，以及能够获得少量铁的复杂生物的后续发展，可能是罕见或随机发生的。这就意味着复杂的生命形式可能存在于其他星球上。

drakessmith教授说:“目前还不知道宇宙中有多少智能生命。”“我们的概念意味着，支持简单生命形式起源的条件还不足以确保复杂生命形式的后续进化。”严重的环境变化可能需要进一步的选择——例如，地球上的生命需要找到一种获取铁的新方法。这样的行星尺度的时间变化可能很罕见，或者是随机的，这意味着智能生命存在的可能性可能也很低。”

然而，现在知道铁在生命发展中有多么重要，可能有助于寻找适合生命形式的行星。通过评估系外行星地幔中铁的含量，现在有可能缩小对能够维持生命的系外行星的搜索范围。