研究表明：35亿年前地球上的生命非常繁荣！( 四 )_博科园：本文为地球科学类35亿年前地球

例如，硫，有16个质子，有3种天然丰富的稳定同位素， 32S(有16个中子) ， 33S(有17个中子)和34S(有18个中子) 。微生物留下的硫同位素模式记录了35亿年前含硫化合物的生物代谢历史。之前数百项研究已经考察了古代和现代硫同位素比率的广泛变化，这些变化是由硫酸盐(一种自然形成的硫化合物，与4个氧原子结合)的新陈代谢所导致。许多微生物能够以硫酸盐为燃料，在此过程中排出另一种硫化合物硫化物(图1) 。古微生物代谢过程中的硫化物“废物”被储存在地质记录中，其同位素比值可以通过分析矿物如图2所示的FeS2矿物黄铁矿来测量。这项新研究揭示了微生物硫代谢的主要生物控制步骤，并阐明了哪些细胞状态导致了哪些类型的硫同位素分馏。

Apr酶还原了APS分子的硫原子，导致了本文报道的动力学同位素分馏。图片：ELSI

这使得科学家可以将新陈代谢与同位素联系起来：通过了解新陈代谢如何改变稳定的同位素比率，科学家可以预测生物应该留下的同位素特征。这项研究提供了一些关于远古生命新陈代谢的初步信息。微生物硫酸盐代谢记录在超过30亿年的硫同位素比值中，这与这项研究的预测相一致，该预测表明古代海洋生命实际上是繁荣的。这项研究工作开辟了一个新的研究领域， ELSI副教授Shawn McGlynn称之为“进化和同位素酶学” 。利用这种类型的数据，科学家现在可以继续研究其他元素，如碳和氮，并通过对酶进化和地球历史的理解，更全面地将地球化学记录与细胞状态和生态联系起来。