太古の火成岩が水素供給 この時期の酸素の生命活動における意義は

質問

太古の生命活動として、水素の発生が重要であったのでは
という仮説を実験レベルで証明した記事をみました。

http://news.goo.ne.jp/article/sankei/life/m20091005007.html

>【科学】海洋機構と東京工業大学の共同実験　海底の熱水活動を再現

>産経新聞2009年10月5日（月）08:05
>■太古の火成岩が水素供給　生命の起源との関係証明
>研究者の間では「コマチアイトが熱水と反応して、水素を作り出していた」という仮説が有力だったが、これまでは実証できなかった。現在の地球ではコマチアイトは生成されず、現存している試料も長い時間を経て鉱物組成が変わってしまっているからだ。......

>実験の結果、水素濃度は１５００時間後に、現在の海水中の１０００万倍を超える４・８ｐｐｍに到達。コマチアイトが高濃度の水素を供給することが、初めて実験的に証明された。

熱水と鉱物の反応で水素が発生すると言う事ですが、
そのたの物質の供給もそのような環境でされていた
と推察されているようです。

ふと思ったのですが、水素発生と同時に酸素もできそうですが、
酸素の方はあまり注目されていません。実際好気性の呼吸は
植物誕生からというのが一般的だとは思いますが、生命活動
に十分な水素が発生するような状況で、酸素もそれに匹敵
するぐらいの量出ているようなきがしますが、酸素は
その時期重要ではなかったと簡単にいえるのかなぁって
少し疑問におもいました。

この手の知識、資料などご存じでしたらお教えください。

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

太古は良く知られるように還元的な雰囲気した。
また、海水中に鉄イオンなどがあり、これが酸素酸化されたイオウと反応して硫酸鉄などを生じて海洋底に沈みました。
光合成細菌類が酸素を作り始めてから長い間、酸素はイオウと結合して金属塩を作り海洋底に鉱物鉱脈を作り続けました。
酸素が大気中に現れるようになったのはＦe^2+が全てＦe^3+になった後だと言われています。(素人の又聞き)

お礼

当時酸素は直ぐに消費されてしまうような環境だったということですね.
ありがとうございます.

回答No.3

suiran2

フッ素が猛毒であることはご存じですか、実は酸素はフッ素に次いで猛毒です。難しくなりますが他の原子から電子を奪う電気陰性度が高く、簡単に他の原子を酸化してしまいます。

ですからこの地球に生命が誕生しました35億年前に酸素があったら生命は誕生することは出来ません。酸素がなかったからこそ生命が誕生できたのです。その当時の生物に近い生物が現在でも嫌気性細菌として生き残っています。嫌気性細菌は猛毒の酸素を無毒化できないので酸素に曝されると死んでしまいます。

生体物質で一番重要な元素はC(炭素)H(水素)O(酸素)です。酸素が含まれていますが、これを作り上げる分子は水素と二酸化炭素からです。また、生物はエネルギーの面でも水素のエネルギーを利用して生活しています。水素を利用していますと水素が枯渇してきます。そこで光のエネルギーで水素を取り出す光合成が誕生しました。

代表的な二種の光合成の反応式を並べてみます。
二酸化炭素(CO2)＋水(H2O)→ブドウ糖(C6H12O6)＋酸素(O2)
二酸化炭素(CO2)＋硫化水素(H2S)→ブドウ糖(C6H12O6)＋硫黄(S)
光合成は二酸化炭素と水素からブドウ糖を合成することです。酸素や硫黄は彼らにとっては老廃物なのです。その老廃物の酸素が蓄積して現在の大気組成になりました。詳しくは参考URLをご覧下さい。
http://www51.tok2.com/home/sendatakayuki/etcgenkou3/syohyou151.html

お礼

ありがとうございます。

>酸素がなかったからこそ生命が誕生できたのです。その当時の生物に近い生物が現在でも嫌気性細菌として生き残っています。嫌気性細菌は猛毒の酸素を無毒化できないので酸素に曝されると死んでしまいます

定説ですね。この辺は仕事がら存じ上げています。
たしかにこのフィールドの専門家ではありませんが。

確かに生物誕生のときから、酸素があったというのは
過激な意見だと思います。ただ、微量ながら、あるいは
周りを酸化しながらでも、酸素が発生していたという
のが事実ならメタン細菌誕生後、徐々にその周りの環境は
酸素が濃度が上昇していく可能性はあっただろうとも
思えたわけです。5億年前に0.2%位の酸素濃度ということですが
メタン細菌発生当時から、非常に微量でも徐々に
酸素濃度が上昇しているような状況なら、酸素耐性の獲得は
意外と早かったかもしれませんし、酸素利用も早かったかもしれない
と定説を覆した考え方もできるのかもと思ったわけです。

記事によると実際水素も４・８ｐｐｍ程度、発生する
酸素もその程度のものでしょう。酸素の嫌気性生物に対して
の毒性はどの程度で顕著に現れるのかなとも、、、

回答No.2

foobar

放出された酸素は、
最初は海中の鉄（だったかな）を酸化固定するのに使われた、
これが一段落してから、大気中の（？）酸素濃度が上昇し、その後好気性の生物に利用されるようになった。
という話を聞いた覚えがあります。

このシナリオによると、まずは生物以外のところで使われている、という話になりそうに思います。

お礼

発生した酸素は周りのものを酸化していったということですね。
大気はに二酸化炭素であふれ、生物発生当時は酸化された環境と
一言でいわれていますが、鉱物そのた、還元的な要素もあったわけですね。

酸化できる余地がないと生物も生まれないか、、、、