海洋微生物和矿物质可能使地球氧化

　　地球上的大多数生命可以大致分为氧气消费者和氧气生产者。
　　这种给予者和索取者的微妙平衡使我们星球大气中的氧气浓度保持在 21% 左右。然而，情况并非总是如此。
　　在地球存在的最初几十亿年，氧气相对稀缺。然后，似乎不知从何而来，双原子气体突然增加了。
　　给予的氧气多于摄入的氧气，但这是如何发生的以及为什么会发生呢？
　　多年来，科学家们一直在思考这些谜团，麻省理工学院 (MIT) 的研究人员提出了一个新假设。也许有些微生物在氧气生产者和消费者之间徘徊。
　　众所周知，深海中的微生物利用氧气来分解有机物。但是，如果另一种微生物在其他消费者能够接触到它之前就从海洋的氧气中咬了一口怎么办？
　　从理论上讲，如果微生物仅部分氧化有机物，那么剩余物很有可能会与海洋沉积物中的矿物质发生化学结合。
　　这种氧埋将使有机材料在被更贪婪的微生物分解时不会被更充分地氧化。因此，氧气在流入大气之前有机会在水中积聚。然后，海洋可以再次吸收它，形成一个正反馈循环。
　　＂这让我们问，是否存在产生 POOM（部分氧化有机物）的微生物代谢？＂ 召回 地球生物学家格雷戈里·傅立叶。
　　事实证明，确实存在。通过搜索科学文献，傅立叶和他的同事——尚海涛和丹尼尔·罗斯曼——发现了一个名为 SAR202 的细菌群。
　　这种现代细菌群可以部分氧化当今深海中的有机物。它可以通过一种称为Baeyer- Villiger单加氧酶或 BVMO 的酶来做到这一点。
　　在追踪这种酶的遗传谱系时，作者发现它存在于在大氧化事件之前进化的微生物中。
　　更重要的是，早期地球氧气的峰值似乎与该基因的扩张相吻合。换句话说，随着部分氧化有机物质的能力在微生物中传播，大气中的氧气含量也有所增加。
　　时机可能是巧合，也可能意味着具有这些基因的微生物帮助启动了大氧化事件。
　　随着氧气在环境中变得更加可用，它可能支持其他微生物中类似氧化代谢的多样化。
　　＂这可能看起来违反直觉：氧化代谢过程毕竟会消耗氧气，＂作者 写道。
　　＂然而，一个潜在的重要正反馈在于氧化代谢产物与沉积环境中的矿物质的相互作用。＂
　　部分氧化的有机物与海洋沉积物中的矿物表面结合得更紧密。这意味着微生物的酶不能那么容易地到达它。
　　因此，埋藏的氧气可以在大的地质时间尺度上持续存在，最终推动氧气在地球海洋和大气中的积累。
　　在某些时候，这个正反馈循环会平衡大气中 21% 的氧气——可能是当足够的生命形式进化到开始消耗这种元素时。
　　从那时起，氧气消费者和生产者之间的规模就已经确定了。
　　另 一项研究支持这一假设，表明在低氧环境中掩埋有机物在地球的大氧化事件中所起的作用比我们想象的要大。
　　不是 光合作用细菌为大气和海洋提供氧气，如果海洋中的矿物质为大气提供氧气呢？
　　需要进一步的研究来充实这些想法，但到目前为止，它们似乎是可能的解释。
　　＂提出一种新方法，并展示其合理性的证据，是第一步但也是重要的一步，＂ Fournier 说。 ＂我们已经确定这是一个值得研究的理论。＂