地球生命大約出現在35億年前，但據科學家研究，在生命誕生之初的十億年里，地球還沒有產生氧氣。我們都知道，氧氣是地球絕大部分生物維持生命最重要的物質之一。那在數十億年前沒有氧氣的情況下，地球生命“呼吸”什么呢？答案是“砷（arsenic）”，也是令人聞之色變的毒藥、俗稱砒霜的主要成分。
發表于《通訊-地球與環境》的一項研究顯示，美國康涅狄格大學研究團隊在智利高海拔的血紅色湖泊中，發現了在地球上生存至少35億年的微生物，并且這種生物“呼吸”砷而不呼吸氧氣。如果研究正確的話，那將是第一個發現在永久且無氧的環境中生存的生命形式。
“吃”砒霜不但沒有被毒死，還能用它來維持生命？
智利北部的阿塔卡馬沙漠（Salar de Atacama）盡管干旱可能已經持續了1.5億年，但是沙漠的石膏礦床中仍形成了一些湖泊，包括了布拉瓦湖（Laguna La Brava）。湖水來源主要是火山巖滲出的堿性地下水，夏季蒸發量超過雨水的輸入量，從而形成了高鹽湖。
而來自康涅狄格大學的地質學家維舍爾（Pieter Visscher）團隊在湖泊發現一條血紅色的微生物帶，研究分析表明，這些微生物屬于無氧光合細菌，其中湖水含有高濃度的砷（0.82–1.51 mM）和硫化物（0.67-1.9 mM），鐵含量較低（0.05–0.1 ppb），流動的水含有硫化氫但完全不含氧氣，pH值為7.9–8.4。從這些數值可以看出，這些微生物生活在一個堿性非常高、無氧、充滿劇毒物質的水體環境里。
其中團隊在湖里的疊層石（地球最古老的生物化石）里，發現了一種至少在地球存在了35億年，完全不依氧氣生存的紫色生物——“類埃克托氏螺旋體細菌”（Ectothiorhodospira-like）。它們可以通過吸收周圍富含的碳酸氫鹽和砷，進行光合作用以維持機體所需的能量。換而言之，它們“吃”砒霜不但沒有被毒死，反而在地球上活蹦亂跳繁衍了幾十億年。但從目前的研究來看，這一結論仍需要更多的驗證和事實依據。
砷微生物不等于砷基生命！
其實類似的細菌群在美國加州的鹽湖莫諾湖（Mono Lake）和瑟爾斯湖（Searles Lake）都有發現，這些細菌通過“呼吸”砷來維持能量代謝，科學上暫且稱為“砷微生物”（arsenotrophy）。不過砷微生物不等于砷基生命，本質上它們還是屬于碳基生命的一種。
當年（2010年）NASA的沃夫西蒙博士曾將莫諾湖底砷濃度極高的沉積物中發現了大量“GFAJ-1”細菌，研究發現這種細菌的DNA含有砷原子，而非一般情況的磷原子，所以將其稱為“砷基生命”。但是這個結論后來被證實不實（偽），原因是GFAJ-1細菌在有砷但完全沒有磷的環境中是無法生長的，但只要有一點磷元素，那么即使會接觸到砷，則依然能順利滋長。簡單來說，GFAJ-1 這種細菌雖然吃砷，卻仍需要磷元素才能生長。
理論上，地球上碳基生物體內諸多關鍵物質（比如DNA、RNA、ATP、磷酸化蛋白）都含有磷酸根，而砷化合物（砷酸鹽）進入生命體內后可置換磷酸根，造成細胞死亡。所以對很多生物來說，砷是有毒的。（事實上，磷雖是生命的必需元素，但也不是什么好鳥）。
那砷微生物為何可以“呼吸”砷呢？初步研究顯示，這種微生物進化出一種蛋白質，科學選擇性地過濾有毒元素。但是它們究竟如何在砷含量極高的險惡環境中存活下來？“吃”進去的砷跑到哪里去了？
此外古生物學家在西澳大利亞“Tumbiana Formation”的疊層石里，發現一些古生物曾經捕獲光和砷來進行光合作用，難道這就是前寒武紀微生物的主要光合作用模式？這個問題值得去研究推敲，或許會產生更多的證據。
最后：
雖然還沒有證據指出，地球有脫離了生命六大元素的生命存在。但地球上發現的極端微生物一直都在刷新人類關于生命現象的認識，而它們的存在也在暗示著人類，說不定在地球上某個未知的角落，存在一個未曾發現的生物圈。而科學家在尋找外星生命證據時，或許可以關注一下其他元素。
