第9章 磷在生命起源中的作用
在生命中的物质转移、能量交换、信息传递等诸多重要过程中，磷起着十分重要的不可代替的作用，研究生命起源，决不可忽视磷元素的特殊地位。在核酸化学界，1957年诺贝尔奖获得者托德（L.Todd）认为：“哪里有生命，哪里就有磷。”他还指出：“只有在有磷的星球上，才能存在生命。”韦斯特海默（Westheimer）则提出了一个世纪性课题——“为什么大自然选择了磷”。
磷在生命物质的成分比重中虽属微量元素，但是，它是生命现象的重要调控物质，在组成RNA 和DNA 的结构中磷酸根是关键。现在地球上的许多磷矿的形成过程中几乎都离不开生物，有不少是生物骨骼的堆积。因此，人们不禁会提出疑问：原始地球时期的磷是怎么来的？它以何种形式存在？这些都是解决生命起源化学进化的关键问题。
磷在中性、碱性的条件下，同碱土金属（Ca、Sr、Ba）结合起来，成为不溶性的盐。在酸性条件下，同Fe、Al 结合发生沉淀。因此磷在水溶液中的浓度变得极其微小，它在化学进化中的作用肯定会受到非常严格的限制。
磷广泛存在于陨石中。资料表明，普通球粒陨石的成分中磷占0.2%（按原子数百分率），碳质球粒陨石的成分中磷占0.3%，陨石中磷多以磷酸盐的形式存在，亦以磷化铁的形式存在。
在月亮中，月壳结晶岩和月壤都含有磷。例如：阿波罗16号带回来的结晶岩，P2O5 的含量一般在0.07%～0.45%之间；阿波罗11号带回的月壤，P2O5 的平均值为0.13%；阿波罗12号带回的月岩，P2O5 的平均值为0.29%；阿波罗14号带回的两个月壤标本，P2O5 的含量为0.50%和0.47%。这说明在月岩和月壤中P2O5 的含量都是比较高的。月岩中的磷主要作为岩石的副矿物存在。有两个含磷矿物，氟磷灰石和钇—铈白磷钙矿，P2O5 的含量高达39.6%～44.1%。(https://www.daowen.com)
从月岩的年龄测定来看，这些含磷矿物的岩石都是在40亿年以前形成的。由此可知，在40亿年以前的原始地壳中，应当也有磷的存在，而且主要存在于地内结晶或火山物质的副矿物中，其分子形式为磷酸盐。由于在原始的大气层中存在H2、CO2、HCL、HCN、H2S 等气体，当它们以酸雨（pH 值=5～6）的形式侵蚀地面时，磷酸盐如Ca3（PO4）2 就会发生酸化，形成CaHPO4 和可溶性的Ca(H2PO4)2。
1996年，荷兰的胥华滋（A.W.Schwartz）在第11届国际生命起源会议上说，地球表面上磷的唯一来源是磷灰石，而磷灰石的溶解度太低，不足以构成生命所需的磷。他们在默奇逊陨石中鉴定出烷基膦酸的存在，提出了外源空间磷的来源这一说法，并且他们认为碳磷键比碳氧磷脂键稳定，能经受宇宙空间原始的严酷条件，从而提供了早期基因物质来源的可能。根据近代行星化学的研究，我在1982年就考虑到三氢化磷可能是原始大气的组成部分之一，用火花放电使它们反应，结果发现，在不含三氢化磷时，只产生6种氨基酸，含三氢化磷时，可产生至少19种氨基酸，进而发现了磷的催化作用。
赵玉芬当时提出了“磷是生命化学过程的调控中心”假说，磷是生命物质核酸、蛋白质的主控因子。磷的化学规律控制着糖（核糖、核酸）以及氨基酸（蛋白质）的化学规律，从而控制着生命的化学进化，并提出了如下图的模型。
我们还发现，在原始地球条件下，磷酸根的存在对生命起源有着重要影响。磷酸根吸收太阳紫外光子产生磷酸氢根自由基，会损伤碱基、核苷，造成光解损失，但氨基酸对其有抑制作用。这一发现解决了“RNA世界”学说遇到的困难，提出了进化早期的氨基酸与核苷酸以及磷酰基与宇宙场共存的观点。