前生物化学中的钼——氮循环

      氮循环为生物圈提供了必需的营养，但现代形式的氮循环在远古时期是什么状态目前尚不清楚。研究人员对取自西澳大利亚25 亿年前的海洋沉积岩--麦克雷山页岩富含有机物质的同质页岩钻芯进行分析，发现氮同位素值从 +千分之1.0 到+千分之7.5不等，在大约30米的范围，又回到+千分之2.5。这些变化显然记录了从主要为厌氧的氮循环到需氧氮循环的短暂偏离，完成硝化和反硝化。补充的钼丰度和硫同位素值表明，随着表层海洋氧化的小幅增加，硝化作用发生。这些数据意味着硝化和反硝化微生物在太古代晚期已经演化出来，并且在氧气开始在大气中积累之前就已经存在了。

以元古代海洋钼酸盐的逐步氧合作用为标志

       目前认为地球大气的氧合在元古代（25 亿年前）的开始和结束（5.42 亿年前）期间已经在进行，分为两大阶段。元古代海洋在其开始和结束期间的氧化状态以及深海氧合的时间对地球上生命的演化过程具有重要意义。基于硫化物黑色页岩中钼的自生累积，提出了海洋氧合的新观点。

       到26.5亿年前，页岩中已发现来自海水的自生钼的聚积。这种小规模的富集反映了大约22亿年前溶解钼的微弱或短暂的来源，与当时大陆最低程度的氧化风化相一致。

       在大约21.5亿年前，当大气中的氧含量最开始出现上升的2亿多年之后，沉积的页岩中出现了钼的富集物，这表明存在持续而剧烈的氧化风化作用。

       大约 18 亿年前，硫化条件的扩展使中元古代钼储备保持在现代含量的 20% 以下，这反过来可能起到了营养反馈的作用，限制了硫化底层水的时空分布以及真核生物的进化和生态扩张。

       到5.51 亿年前，钼含量反映了由于深海氧合作用以及沉积物和水体中硫化物条件的相应减少，海洋储层的极大扩展。

       来自复合铁硫钼酶 (CISM) 超家族的关键酶进化树，将“古代”成员，即原核生物最后一个普遍共同祖先 (LUCA) 中的酶与最近进化的亚家族区分开来。钼酶超家族存在于LUCA中。