【导语】

一项最新研究显示，早在约33亿至37亿年前的太古宙，地球上的古代微生物已经依赖钼这一在当时极为稀缺的过渡金属元素，并在一定程度上尝试利用钨。研究团队认为，这一结果可能改变天体生物学界在其他星球上寻找生命线索的思路。

钼在早期地球环境中的“反常”使用

研究指出，在缺氧的早期地球海洋中，钼的环境供应极为有限，而现代生命几乎普遍依赖钼参与多种关键代谢过程。此前有观点认为，生命可能最初以钨为基础，随后随着环境中钼含量增加，逐步转向以钼为主。

威斯康星大学麦迪逊分校教授 Betül Kaçar 及其团队针对这一假设展开研究。论文共同作者、该校博士生 Aya Klos 表示，根据地球化学记录，数十亿年前尤其是在氧气光合作用出现之前，早期地球环境中的钼丰度远低于今天，这使得生命早期广泛利用钼的情形显得“有些违反直觉”。

研究结果显示，尽管供应有限，古代微生物仍在太古宙早期就发展出依赖钼的生化过程，并将这些过程延续至今。

基因组与系统发育分析重建金属利用历史

为追溯钼和钨在生命演化中的角色，研究团队首先筛选了大规模基因组数据库，识别当代物种中与钼运输、储存以及钼酶构建相关的基因。随后，研究人员利用系统发育协调技术，在现代生命树框架下重建了利用钼和钨蛋白的进化历史。

研究不仅关注钼在活细胞内从摄取到参与催化反应的完整转运和利用路径，也同步考察了生物体对钨的运输及催化使用情况。通过对相关基因和蛋白质家族的分布及演化关系进行分析，团队收集了钼在不同地质时期被生命利用的普遍性数据。

结果显示，钼相关生化机制的起源可追溯至约34亿年前，且在约33亿至37亿年前的时间范围内，地球上的古代微生物已经在低丰度环境中设法获取并利用这一金属。

研究人员在论文中指出，钼参与碳、氮和硫等关键元素的生物地球化学转化，先前已有研究认为，这些代谢途径具有非常古老的起源。本次工作进一步将这些过程的时间尺度向早期地球推进。

对天体生物学搜寻生命策略的启示

Kaçar 表示，了解早期生命赖以维持代谢的元素组合，有助于天体生物学界在评估其他星球是否可能支持生命时，识别哪些元素值得重点关注。她指出，本研究结果显示，即便某种元素在环境中极为稀缺，也并不意味着生命无法利用它，甚至有可能在此基础上建立起完整的生态体系。

她称，这类发现提示，在寻找地外生命时，可能需要考虑比现有设想更为多样的化学利用方式和生态构架。

论文信息

相关研究论文题为《钼和钨的生物学使用可追溯至34亿年前》（Biological use of molybdenum and tungsten dates back to 3.4 billion years ago），作者为 A.S. Klos 等人，发表于《自然通讯》（Nature Communications）第17卷，文章编号 3943，DOI 为 10.1038/s41467-026-72133-0。