地球生命起源存在两种主流假说：深海热液生命起源假说和陆地热泉生命起源假说。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员南景博，与日本国立材料科学研究所、澳大利亚新南威尔士大学等多家单位的学者合作，发现在早期地球陆地热泉中，铁硫化物通过非酶催化作用对气态二氧化碳还原，有助于前生命有机分子的形成。这一发现指出铁硫化物在陆地热泉生命起源假说中的重要性，进一步支持了陆地热泉生命起源假说。相关成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

陆地热泉生命起源假说认为，生命可能诞生于地表热泉区域这一开放性环境。相较于深海环境，陆地热泉能够接触到阳光，为光催化反应提供动力来源。并且，陆地热泉富含铁、硫、二氧化硅等物质，这些成分与间歇性的干湿循环相结合，可能为有机分子的合成和聚合创造了理想条件，为生命的起源提供了重要的化学基础。铁硫化物是一种在地球早期热液系统中富含的化合物，过去，一部分科学家对铁硫化物参与生命起源的研究多集中于海底的碱性热液喷口，认为其为地球前生命碳固定提供了良好条件。另一部分科学家则认为，陆地同样具有丰富的矿物、化学物质及阳光辐射。

为探究铁硫化物在陆地热泉前生命碳固定的作用，本研究团队在实验中合成了一系列铁硫化物（四方硫铁矿）纳米颗粒，并模拟了早期地球陆地火山热泉喷口蒸汽环境。

通过实验，研究团队发现，掺锰的铁硫化物在120℃的反应条件下表现出显著的催化效果，在一定波长范围的光能照射下，掺锰的铁硫化物催化活性进一步增强，水蒸气的引入可进一步提升反应活性。这一系列结果指示，陆地热泉蒸汽喷口可能是早期地球非酶有机合成的关键场所。

锰在早期地球热泉流体中浓度很高，但目前生命起源假说对锰的关注相对较少。研究团队发现，锰在铁硫化物中的掺杂增强了反应的效率。此外，铁硫化物的氧化还原特性使其具备与现代代谢酶类似的催化功能，为前生命碳固定提供了化学基础。

“陆地热泉环境下的铁硫化物在前生命化学反应中可能扮演了关键角色，这对理解早期地球的碳循环及生命起源具有重要意义。”南景博说，本研究为探索生命起源提供了新方向，并可能为未来寻找地外生命提供新的依据。

（原载于《光明日报》 2024-12-01 04版）