黏土或鐵鋁水合礦物的吸附作用分析顯微鏡

  吸附反應(yīng)在地球生命起源中可能扮演過重要角色。在無機(jī)物
分子向有機(jī)物分子演化時(shí)，有機(jī)小分子要經(jīng)歷一個(gè)變成有機(jī)大分子
(如蛋白質(zhì)、核酸等)的過程。近代生物地球化學(xué)研究表明，海洋沉
積物中的黏土或鐵鋁水合礦物的吸附作用可能對這種分子尺度的增
長起了關(guān)鍵性作用。由于這些礦物的表面具有特殊構(gòu)型的吸附位，
它們不但能夠吸附海水中無機(jī)離子和有機(jī)小分子，而且能夠迫使這
些被聚集在一起的化學(xué)物質(zhì)重構(gòu)。這種吸附作用可能促進(jìn)了原始界
膜的形成以及界膜內(nèi)外的物質(zhì)交換。
  在現(xiàn)代環(huán)境中，吸附反應(yīng)控制許多元素的遷移轉(zhuǎn)化。最普通的
例子是農(nóng)業(yè)氮肥的使用效率問題。在大多數(shù)國家，施入農(nóng)田的氮肥
以60％～70％的高比例以污染物的形式進(jìn)入大氣或水體，僅有30％
～40％的氮(N)被農(nóng)作物吸收。造成這種氮肥低效的原因與N在土壤
中的形態(tài)轉(zhuǎn)化有關(guān)。在土壤中，活性N主要以銨態(tài)氮(NH，)和硝態(tài)
氮(N03一)形式存在。這兩者中N都容易溶解于水，因而可以被植物
吸收，或隨土壤水淋失。

  生活在還原環(huán)境中的原始細(xì)胞通過分解周圍的有機(jī)分子來獲得
能量。在前寒武紀(jì)幾十億年的漫長時(shí)間里，原始生命一直依靠這種
“化合一分解作用”來獲得能量。前寒武紀(jì)末期自由氧的出現(xiàn)毀掉
了原始生命獲得能量的渠道，造成了原始生物的大滅絕。從大滅絕
中幸存的物種被迫放棄通過“化合一分解反應(yīng)”獲取能量的途徑，
轉(zhuǎn)而采用“氧化還原反應(yīng)”來獲得能量?！盎弦环纸夥磻?yīng)”和“
氧化還原反應(yīng)”，這是兩種完全不同的化學(xué)反應(yīng)，但值得慶幸的是
，地球生命終于完成了這個(gè)脫胎換骨的轉(zhuǎn)變。氧化還原反應(yīng)使地球
生命能夠更多和更有效地獲得能量。也許正因?yàn)槿绱耍藗儾辉儇?zé)
備氧化還原反應(yīng)對原始生物的殺戮，而慶幸地球生命從此進(jìn)入一個(gè)
迅速進(jìn)化的新紀(jì)元。

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