镍和尿素等微量元素控制蓝细菌的生长，从而延缓地球上氧气的爆炸。 （DBCLS 文档）
一项新的研究揭示了镍和尿素两种化合物在形成富氧大气中的重要作用，从而使地球上出现了生命。这项研究不仅加深了我们对地球过去的了解，而且为寻找地球以外的生命提供了新的线索。
研究主要集中在两个阶段。在第一阶段，科学家们探索了尿素（一种对所有生命形式至关重要的氮化合物）是否可以在臭氧层形成之前的早期地球条件下自然形成。该实验模拟了地球早期的大气层，主要由简单但复杂的化学反应组成。
第二阶段涉及使用蓝细菌（聚球藻 PCC 7002）进行生物实验，蓝细菌是地球上第一种产氧微生物。研究人员在交替的光照和黑暗条件下培养蓝细菌，同时改变生长介质中镍和尿素的含量。通过光密度和叶绿素-a 含量观察生长情况，以了解这两种物质对这些微生物繁殖的影响。
主要氧化事件的新模型
这些结果催生了一个新模型来解释大氧化事件，这是大约 24 亿年前大气中氧气含量急剧增加的时刻。研究人员发现，在太古代早期，高含量的镍和尿素实际上抑制了蓝藻的生长，从而导致氧气无法持续释放。
研究负责人 Thilina Ratnayake 博士解释说，镍与尿素有着复杂但有趣的关系，无论是在其形成过程还是在其生物用途上。当两者都处于较低水平时，这种情况允许蓝细菌快速生长。
当镍和尿素水平最终下降时，蓝藻种群迅速增加并开始稳定释放氧气，从而引发地球大气成分的重大变化。
其他行星上生命的线索
这项研究对天体生物学也具有重要意义，天体生物学是研究地球以外生命潜力的科学分支。拉特纳亚克博士解释说：“如果我们清楚地了解大气中的氧气含量如何增加，我们也可以更容易地识别其他行星上的生命迹象。”
“这些结果表明，无机和有机化合物之间的相互作用在地球环境的变化中发挥着重要作用，加深了我们对地球上氧气和生命演化的理解，”他补充道。
揭示生命的开始
通过证明尿素可以自然产生，并且镍和尿素的组合可以根据其浓度支持或抑制微生物生长，科学家们现在对地球早期生态系统如何演化有了新的认识。
镍含量的逐渐下降和尿素的稳定性显然为蓝藻的大量生长铺平了道路，最终创造了我们今天所拥有的富氧大气。
这项研究表明，看似简单的化学变化可以对生命产生非凡的影响。从实验室实验到在其他行星上寻找生命，镍和尿素的故事提醒我们，生命的复杂性都起源于地球过去微妙的化学相互作用。
来源: 科技日报
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#镍和尿素如何为地球上的生命铺平道路
2025-11-11 16:15:00