黏土或铁铝水合矿物的吸附作用分析显微镜

黏土或铁铝水合矿物的吸附作用分析显微镜

  吸附反应在地球生命起源中可能扮演过重要角色。在无机物
分子向有机物分子演化时，有机小分子要经历一个变成有机大分子
(如蛋白质、核酸等)的过程。近代生物地球化学研究表明，海洋沉
积物中的黏土或铁铝水合矿物的吸附作用可能对这种分子尺度的增
长起了关键性作用。由于这些矿物的表面具有特殊构型的吸附位，
它们不但能够吸附海水中无机离子和有机小分子，而且能够迫使这
些被聚集在一起的化学物质重构。这种吸附作用可能促进了原始界
膜的形成以及界膜内外的物质交换。
  在现代环境中，吸附反应控制许多元素的迁移转化。最普通的
例子是农业氮肥的使用效率问题。在大多数国家，施入农田的氮肥
以60％～70％的高比例以污染物的形式进入大气或水体，仅有30％
～40％的氮(N)被农作物吸收。造成这种氮肥低效的原因与N在土壤
中的形态转化有关。在土壤中，活性N主要以铵态氮(NH，)和硝态
氮(N03一)形式存在。这两者中N都容易溶解于水，因而可以被植物
吸收，或随土壤水淋失。

  生活在还原环境中的原始细胞通过分解周围的有机分子来获得
能量。在前寒武纪几十亿年的漫长时间里，原始生命一直依靠这种
“化合一分解作用”来获得能量。前寒武纪末期自由氧的出现毁掉
了原始生命获得能量的渠道，造成了原始生物的大灭绝。从大灭绝
中幸存的物种被迫放弃通过“化合一分解反应”获取能量的途径，
转而采用“氧化还原反应”来获得能量。“化合一分解反应”和“
氧化还原反应”，这是两种完全不同的化学反应，但值得庆幸的是
，地球生命终于完成了这个脱胎换骨的转变。氧化还原反应使地球
生命能够更多和更有效地获得能量。也许正因为如此，人们不再责
备氧化还原反应对原始生物的杀戮，而庆幸地球生命从此进入一个
迅速进化的新纪元。

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