现今地球上所有的生命,都起源于地球早期的一个小小的生命火花。一段时间后,它开始变得多样化,逐渐形成了有助于其生存的分支体系。
这个时刻究竟是在什么时候发生的,一直是科学界争论的焦点。但新的研究表明,这两个步骤的发生时间可能比我们之前认为的更早。
由伦敦大学学院的研究人员领导的这项研究,是根据加拿大魁北克一块拳头大小的岩石中存在多种微生物来进行证明的——这块岩石可以追溯到大约37.5亿到42.8亿年前。
2017年,发现它的研究人员推测,岩石中的结构——比如微小的细丝、凸起和通道是古代细菌留下的。
但并不是每个人都相信这些结构是生物的起源,这些结构将地球上最早出现生命迹象的时间提前了至少3亿年。
* 粉红色的岩石上,暗黑色的条纹和白色的线条贯穿其中。这里看到的细丝是茎状结构,表明了这是已知最古老的化石。
然而,在进一步深入分析这块岩石后,研究小组发现了一个比之前发现的更大、更复杂的结构。岩石内部有一个茎状的结构,一侧有近一厘米长的平行分支,在管状和细丝的旁边还有数百个扭曲的球体或椭球体。
这意味着生命可能在地球形成后3亿年就开始了。从地质学的角度来说,这是非常迅速的——这和太阳围绕银河系中心公转一圈的时间差不多。”该研究的主要作者、伦敦大学学院的地球化学家多米尼克·帕皮诺说。
对于帕皮诺和他的同事来说,关键问题是在于证明这些结构是否可能是通过某些与生物无关的化学反应形成的。
根据这篇论文,一些更小的结构可能是非生物反应的产物,然而,新发现的“树状”茎最有可能是生物起源,因为之前没有发现过像它这样的、仅通过化学反应产生的结构。
除了这些结构,研究人员还在岩石中发现了矿化化学物质,它们可能是不同类型的代谢过程的副产品。
这些化学物质与细菌中含有铁和硫的能量提取过程相一致。根据对化学特征的解释,甚至可能有光合作用的迹象。
这一发现指向了一种可能性,即早期的地球——仅在形成后3亿年——曾居住着一系列的微生物。
通过拉曼显微镜的光学观测,以及超级计算机处理了两种高分辨率成像技术产生的数千张图像,科学家们对岩石进行了数字化重建和分析。
这块有争议的岩石是帕皮诺在2008年从魁北克的一片区域里收集的,那里曾经是海底的一部分。这篇区域有地球上已知的一些最古老的沉积岩。研究人员还对这块富含化石的岩石进行了稀土元素含量的分析,发现它确实与其他古代岩石标本具有相同的稀土元素含量,证实了它与周围的火山岩一样古老。
在此之前,在西澳大利亚发现了34.6亿年前的最早的生命化石证据。然而,关于这些化石是否是生物起源也存在类似的争论。
也许这一发现最令人兴奋的意义是它对宇宙中生命的分布意味着什么——如果生命能够在地球早期的恶劣条件下发展和进化,那么它在宇宙中可能比我们想象的更容易存活。
“这一发现意味着,在一个原始的宜居星球上,生命进化到有组织的水平只需要几亿年。”论文的作者说。
“因此,我们得出结论,那些有液态水和火山岩相互作用的行星,也可能存在这样的微生物生态系统。这些最古老的化石表明,地外生命可能比以往人们认为的更常见。”
(科幻世界 独家编译)
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