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科学家发现37.7亿年前微生物化石

【字体:   2017-03-16 10:51:19   来源: 搜狐科技  

近日,来自伦敦大学地球科学系的研究人员宣称,他们在加拿大发现距今至少已有37.7亿年的微生物化石,这或许是地球上已知最古老的生命体。去年8月,《自然》曾刊登科学家在格林兰岛的岩石中,发现了37亿年前形成的微生物菌席化石,当时被认为是地球上出现生命迹象的最早纪录。

研究人员在勘察位于加拿大东北部海底,古老的热泉喷口沉积物时发现了这批生命痕迹。一直以来,海底热泉喷口被人们视为是生命的起源地。这次发现的化石可能来自一种铁代谢菌,据推断,它们留下来的遗迹已有37.7亿至42.8亿年之久。
37亿年前的地球

早期的地球与我们现在看到的生机勃勃的景象完全不同,大地全是贫瘠的岩石表面,而且布满陨石撞击坑,毫无绿色可言。那时的大气氧含量极低,也没有形成臭氧层,由于遍布而又频繁的火山活动,天空也不是美丽的蓝色。若这样的环境还能产生生命,意义非同小可。

该团队选择加拿大魁北克的Nuvvuagittuq地壳带作为研究地点,是因为这里的岩层属于枕状玄武岩,与中央海岭玄武岩同为含铁构造,化学组成相似,而且年龄已有37.7亿至42.8亿年,是地球上已知的最古老的的沉积岩。这种岩石长期被认为是海底热泉喷发和沉积的产物,所以是探索地球最早生命形态的最佳选择。

本次考察的最显著成果,是在岩石中发现了管状和连接到结节的丝状赤铁矿结构,由数百万纳米级的铁矿颗粒组成,形成扭曲的杆状或管状结构。这种复杂的形态,是证明生命存在的第一手资料,也是最令人信服的微生物化石的证据。

然而,围绕早期生命的研究还存有许多争议,因此,该团队还提供了其他证据:化石中和周围的碳酸盐和磷灰石以石墨的同位素轻碳形式存在,这种元素是有机体在碳代谢过程中优先选择的的结果,也表明了这些痕迹来自于生命体。磷灰石,碳酸盐和石墨碳应当是从变质和氧化的生物质矿物中产生的,类似于由这些相同矿物构成的化石动物(例如,动物的牙齿和骨骼的矿化碳酸盐——磷灰石)。

此外,包裹微生物化石的岩石中也发现了同样的矿物颗粒,颗粒源于有机物质的腐败,而类似的年轻岩石中曾发现了三叶虫化石。所有这些多重而又独立的观察结果,是这些管和细丝结构来源于生物的确凿证据,因为在迄今为止的科学发现中,只有生物结构才能解释他们观察到的组合物。

基于对相似微生物化石和今天生活在热泉喷口附近微生物的形态学研究,化石中的生物可能是铁代谢细菌,从热泉喷口出来的铁氧化物为这种细菌的生长和固碳提供能量。

这一发现表明,42.8到37.7亿年前的生命在形态上已变得相当复杂,同时也把生命起始的时间推近到地球形成之初。结合去年关于37亿年前的叠层石的报告,表明当时地球上的生物已经演变为既可以在浅海环境利用阳光生长,又可在海底热泉喷口利用铁矿质生长。前者的遗骸最后形成叠层石,后者则形成了本次勘察发现的形态。本次发现也与追溯生命进化树的研究理论相符,即生命起源于40亿年前富含铁的海底热液系统。

搜寻外星生物

根据伦敦大学科研人员的这一发现,我们也有理由期望在类似火星的星球上找到生命的痕迹,因为除了地球,37.7亿到42.8亿年前的火星表面也存在海洋。如若不是,那么地球必是一个美丽的例外。研究也表明,海底热泉喷口即使不是第一个被生命占据的地方,也是地球上最先出现生命的环境之一。因此,寻找类似环境应成为在宇宙中其他地方发现生命的优先目标。

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