我们红色的血充满了铁元素。我们的成长和免疫都需要铁。它甚至被添加到食物当中，比如麦片，以确保食物里面有足够的营养物质防止缺铁。
但是，在一个非常特殊的尺度上来说，在地球上生命发展的上千年中，缺铁可能促进生物的进化。根据我们的最新发表的《美国国家科学院院刊》上的文章研究，在我们星球上上升和下落的铁含量可能使复杂的生物体从简单的原始生物进化而来。
太阳系中的类地行星——水星、金星、地球和火星——在最外层行星地壳下的岩石层中含有不同数量的铁。水星的地幔含铁最少，而火星的含铁最多。这是由于与太阳的距离不同而形成。以及归因于行星最初形成其金属、富铁核心的各种条件。
地幔中的铁起着调节几个行星过程的作用，包括地表水的维持。我们所了解的那样，没有水，生命就不可能存在。对其他太阳系的天文观测可能有助于估算行星的地幔层铁含量，有助于缩小对可能孕育生命的行星的搜索范围。
除了有助于地球的宜居性外，铁也是生命萌芽的生物化学基础。铁具有独特的综合性质，包括在多个方向上形成化学键的能力和相对容易获得或失去一个电子的能力（这会让它在特定环境中比较溶于水）。因此，铁介导细胞中的许多化学反应过程，特别是催化作用。代谢过程对生命至关重要，如DNA合成和细胞能量生成，依赖于铁。
在我们的工作中，我们计算了数十亿年来地球海洋中的铁含量。然后，我们考虑了大量铁从海洋中脱离对进化的影响。
历代铁器
地球化学演化为生物化学，生命的最初形成事件发生在40多亿年前。人们普遍认为，铁是这一过程的关键因素。早期地球的环境与现在截然不同。特别是，大气层中几乎不存在氧气，意味着铁很容易以“亚铁”（Fe2+）的形式溶于水。地球早期海洋中丰富的营养铁有助于生命的进化。然而，这个“黑色天堂”并没有持续下去。
大氧化事件导致地球大气中出现氧气。它发生在24.3亿年前。这改变了地球表面，造成了海洋上层和地球表层水可溶铁的大量流失。第二次，也是最近的“氧化事件”，新元古代，发生在8亿到5亿年前。这使得氧气浓度更高。这两次事件的结果是，氧气与铁和数以十亿吨计的氧化、不溶性“三价铁”（Fe3+）结合，从海水中脱离，大多数生物无法溶水性汲收。
生命已经发展并维持了以铁元素为集合的营养构成。失去可溶铁对地球上生命的进化具有不可挽回的影响。优化铁的获取和使用方式的行为具有明显的天然优势。我们仍然可以在今天的传染病研究的遗传基因分析中看到区别：能够有效清除宿主体内铁的细菌变种在短短几代中比能力较弱的竞争对手做得更好。
这场争夺铁的战争中最关键的武器是含铁细胞--那是一种许多细菌都可以生成的，能够捕获氧化铁（Fe3+)的小分子。在氧化作用后，含铁细胞变得更加有用，它使得机体能够从含有氧化铁的矿物质中吸取铁。然而，含铁细胞还可以从其他机体，包括细菌中偷取铁。从周围环境中获取铁，转变为从其他生命体中偷取铁，这一目标转换，在病原体和宿主之间建立起了动态竞争互动。感谢这一进程，使得双方都连续进化，从而进攻和防护它们的铁资源。在数百万年的强力竞争驱动下，产生了异常复杂行为，导致更加高级的生物体形成。
然而，除了偷窃之外，其他策略也可以帮助解决对稀有营养素的依赖。其中一个例子就是共享资源的共生合作关系。线粒体是富含铁、能产生能量的机器，最初是细菌，但现在居住在我们的细胞中。与单细胞生物（如细菌）相比，多个细胞聚集在一起形成的复杂生物能够更有效地利用稀有营养。例如，人类每天回收的铁是我们从饮食中摄取的铁的25倍。从铁偏见的观点来看，感染、共生和多细胞性为生命体提供了不同但优雅的方式来抵消铁的限制。对铁的需求可能影响了进化，包括我们今天所知道的生命。
地球证明了讽刺的重要性。早期地球与生物可获得的铁以及随后在表面氧化过程中去除的铁的结合，提供了独特的环境压力，促进了复杂生命从简单的前体演化而来。
在如此长的时间尺度上，这些特定的条件和变化并不常见。因此，宇宙临近行星上发现其他高级生命形式的可能性较低。然而，观察行星铁丰富程度也能帮助我们找到如此罕见的星球。
作者：HalDrakesmith,JonWade
FY：Astronomicalvolunteerteam
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