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第三章 光合作用太阳的召唤2（第7页）

放氧复合体，可以说是一个水分子胡桃钳，刚好可以钳住水分子，使电子一个个被夹出来。

当电子都夹完了，那无用的废弃物“氧气”

就飘入我们的世界。

这个复合体是光系统Ⅱ构造的一部分，不过是靠外的一部分，它面向外面，给人一种后来才镶上去的感觉。

它的体积之小、结构之简单让人惊讶，总共也就是只有四个锰原子和一个钙原子，被几个氧原子晶格连起来而已。

从好几年前开始，那位活跃的地质化学家罗素（我们在第一和第二章介绍过他）就认为这个复合体的结构，像极了一些在海底热泉的矿物质，比如说锰钡矿或钙锰石。

然而在2006年以前，我们都无法知道这个锰原子簇的原子构造，而罗素的观点也因此如旷野风声般被忽略。

现在我们知道纵然罗素的观点不全对，但是他的大方向绝对是正确的。

这个原子簇的构造，如同伯克利的维塔尔·亚钱德拉团队解析出来的一般，确实和罗素所说的矿物质构造极为相似（见图3.4）。

图3.4　古老的氧气释出蛋白复合体的矿物中心结构，由X射线结晶体学解析出：带四个锰原子的核心（标示为A到D）被几个氧原子织在一起，旁边还有一个钙原子。

最早的放氧复合体是否仅是一小团矿物镶在光系统Ⅱ里，我们无法确定。

或许这些锰原子在被紫外线氧化的过程中，与氧原子晶格结合，最后就地生成了细小结晶。

[10]或许这个原子簇因为太靠近叶绿素或其他蛋白质，所以结构被扭转了一点点，使得它的功能得到优化。

不过不管它是如何成形，都极可能是个意外。

它的结构太像矿物而不像生命产物了，就像在许多其他酶核心也可以找到的金属原子簇一般，它们必定是好几十亿年前能在海底热泉旁找到的古董。

这些被蛋白质所包覆的金属原子簇，是最珍贵的珠宝，就这样被蓝细菌永久保藏。

不管来源如何，这一小团锰原子簇，不只为第一个包住它们的细菌，更为整个行星的生命创造了一个全新的世界。

一旦成形，金属原子簇就开始分解水分子——四个氧化的锰原子顺从自己的“渴望”

把电子抓出来，把氧气丢弃。

刚开始逐渐被紫外线氧化的锰原子，慢慢地分解水分子，等到它与叶绿素一结合，电子就开始流动。

随着叶绿素渐渐适应这份工作，流动会越来越快。

吸入水分子，拆开，抽出电子，释放氧气。

一开始是一点点，慢慢地变成大量涌出，这一条创造生命的电子回路就是所有繁荣生命的幕后功臣。

我们要为了两件事好好感谢它，一件是它成为所有食物的来源，另一件是它带来氧气让我们可以燃烧食物。

同时它也是解决世界能源危机的关键。

我们不需要两个光系统，因为我们不需要生产有机分子。

我们只需要从水中释放两种材料——氢和氧，让它们再度反应，就可以释出所有人类所需的能量，然后排出唯一的废弃物就是水。

换言之，有了这种小小的锰原子团，我们就能利用太阳能来分裂水分子，再让产物重新结合生成水，这就是氢经济。

从此不再有污染，不再有化石燃料，不再有碳足迹，也不再有影响全人类的全球变暖，或许只是有点容易爆炸的麻烦。

如果这一小团原子曾经彻底改变了地球的面貌，那么了解它的结构将会是改变现存世界的第一步。

就在我写书之时，全世界的化学家都在争相研究如何从实验室合成这个微小的锰核心，或具有相同功能的东西。

他们一定很快就会成功，而我们依赖阳光与水生活的日子也指日可待。

不久我们就能学会以水和阳光为食。

[1]大气中的氧气分子是二氧化碳分子的550倍，所以就算让二氧化碳浓度再增加两三倍也不是难事。

然而就算大气中氧浓度不会有太大的改变，温度上升也会减少溶解在水中的氧气。

许多鱼类已经受到低溶氧量的影响了。

举例来说，在北海的绵鳚类族群大小，每年都随氧气浓度而改变，氧气浓度越低，它们族群越小。