據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)報道，美國加州大學(xué)河濱分校的研究小組近日證實，鋅元素缺乏導(dǎo)致古海洋生物進(jìn)化延遲的假說不成立。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然・地理科學(xué)》雜志上。
鋅是人類細(xì)胞組成必不可少的元素。鋅結(jié)合蛋白，主要位于細(xì)胞核中，參與調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。真核細(xì)胞在形成時，鋅是其組成的第三個階段，無論是早期還是后期，鋅都是與蛋白質(zhì)結(jié)合。許多研究人員認(rèn)為真核細(xì)胞多元化發(fā)展和繁殖延遲的原因在于海水中的微量金屬元素鋅的水平非常低。
新研究結(jié)果認(rèn)為，海洋中一直存在鋅，它并不是生物進(jìn)化延遲的根本原因。研究人員在分析了來自北美、非洲、澳大利亞、亞洲和歐洲的2.7億年到5.8億年海相黑色頁巖樣品后，發(fā)現(xiàn)元古宙時期（25億年到5.4億年）的頁巖所反映的海水中鋅濃度與現(xiàn)代海水中鋅濃度相比沒有太大變化，因此不存在生物限制這一假說。本論文的第一作者、加州大學(xué)河濱分校碩士克林特・斯科特說：“我們認(rèn)為，在古海洋黑色頁巖中的鋅濃度可以反映當(dāng)時海水中的鋅濃度，在整個地球歷史進(jìn)程中，鋅在這些巖石里十分豐富。我們沒有在海洋中找到任何生物限制的證據(jù)。”
斯科特解釋說，鋅的限制和真核生物進(jìn)化之間的關(guān)系主要基于的假設(shè)是，元古宙海洋充滿了硫化物。在大量硫化物的作用下，鋅應(yīng)該是罕見的，因為它會迅速沉淀在海洋中。
“然而，2011年《自然》也刊登了我們研究小組的論文，那上面介紹了，在元古宙海洋中充滿了廣泛的鐵質(zhì)，低氧與豐富的鐵限制了硫化物的產(chǎn)生。”斯科特說道。研究小組認(rèn)為，在2.7億年鐵銹色的深海中，大量的液體熱鋅與海底火山活動結(jié)合在一起，使海水中保持穩(wěn)定的高水平鋅含量。
“在研究早期生命起源時，最具挑戰(zhàn)性的是了解在當(dāng)時的生活環(huán)境條件下，生物是如何出現(xiàn)并如何進(jìn)化的問題。”主持這個項目的加州大學(xué)河濱分享生物地球化學(xué)教授蒂莫西??萊昂斯說，“我們用最直接的方法，專門跟蹤必需的微量營養(yǎng)素，出乎意料的是，古海水中的鋅供應(yīng)比之前預(yù)想的要高很多，并且鋅含量變化不大。”
萊昂斯打趣地說：“我們只能猜想，早期真核細(xì)胞的祖先們，在其購物清單上，一開始并沒有把鋅加入其中，我們?nèi)砸獙ふ疑飶暮Ｑ蟮疥懙匮舆t的原因。”