氧是地球上生命的基本组成部分。大约25亿年前，随着大气中这种气体的激增，地球上的多细胞生物开始蓬勃发展。

　　但氧气不能独占所有的功劳。根据一些科学家的说法，还有一种元素对进化的繁荣同样至关重要，它的名字就是铁。

　　牛津大学地球科学家乔恩·韦德和他的团队在一篇关于铁元素对地球历史生命可用性的新综述中提出，这种金属的波动帮助推动了地球上生命的进化。

　　今天，铁几乎是所有生命所必需的元素。正是它让细胞感知氧气、产生能量、复制DNA和表达基因。事实上，目前地球上仅有两种已知的生物不需要依靠这种金属来生存。

　　在地球早期，有大量的铁，尤其是在地幔和地壳中。这些固态的铁很可能是由来自外太空的陨石“播种”的，由于这种物质可以溶解到古代海洋中，铁在海洋环境中也很丰富。

　　然而，在大氧化事件(GOE)之后，情况开始发生明显的变化。可溶性铁开始减少，细胞间对铁的竞争开始加剧。

　　因此，生命形式必须要学会如何从死细胞中回收铁，从活细胞中偷铁，或者寄生在另一个细胞中生存，利用它的铁来维持自己的生命。

　　“感染、捕食和内共生都是将铁的获取重点从矿物质来源转向其他生命形式的行为，这三种行为中的每一种都可能跟着时间的推移演变成其他行为——例如，最初的剥削性感染可能变成相互共生。”作者解释道。

　　与现代真核生物或多细胞生物相比，更古老的单细胞生命形式，如细菌和古生菌，被认为更多依赖铁来生存。

　　这表明，在数百万年的时间里，现代生物已经学会了更有效地利用这种元素，因为它在环境中的存在是波动的。

　　根据这一新理论，由于大气中氧气的增加，地球上的海洋失去了大部分的可溶性铁。当水和固体铁在氧气的存在下相互作用时，铁会迅速被氧化——这对生物来说更难利用。

　　要获取这种形式的元素，细胞需要进化出小的有机分子，称为铁载体。今天，几乎所有的细菌、植物和真菌都有这些结构，但在数十亿年前，这代表了一种新的生存形式。

　　随着含铁载体的生命形式开始聚集在数量有限的富含铁的地质资源附近，研究人员认为这将不可避免地导致“越来越复杂的细胞-细胞相互作用”。

　　例如，黄石温泉中的古细菌只能在氧化铁垫上生长繁衍。而现代真核生物可以在这些地质来源之外生存，只要有可用的生物形式的铁。

　　作者写道:“尽管生物可用铁消耗殆尽，但在GOE之后的生命反弹和随后的多样化（以及经历其他连续的大规模灭绝事件）过程中，铁在生物系统中保持着优势地位。”

　　“据推测，是因为铁具有独特的电化学特性，使一系列生化过程成为可能或使其更高效，因此蛋白质中的其他元素不能广泛取代铁。”

　　纯粹缺乏铁的替代物意味着生物体在GOE时代之后不得不通过竞争、欺骗或合作来生存，而这些发展很可能跟着时间的推移造成基因组和细胞行为的极端适应。

　　因此，陆地生命的开始可能始于丰富的铁，但只有当铁变得稀缺时，这些生命形式才开始变得更复杂。

　　考虑到大气中二氧化碳含量的增加有几率会使食物链中铁的缺乏，研究人员表示，我们应该更多地了解生命是怎么样应对这一关键元素的起伏波动的。

　　这个发现也是一种可以测量其他行星上生命潜力的方法，比如火星，那里的地幔中也不难发现氧化铁。如果这颗行星富含铁元素，那么它可能是一些最简单生命形式的港湾。

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