Photomicrograph of stromatolites (golden streaks in the image) from Australia's 3.5-billion-year-old Dresser Formation.

來自澳洲 35 億年前德萊賽地層的疊層石(影像中的金色條紋)的顯微照片。

(圖:©新南威爾斯大學雪梨分校)

科學家稱,地球形成僅十億年後,微生物生命就已經蓬勃發展。

研究人員對古代澳大利亞岩石(地球上最古老的岩石之一)中保存的有機痕跡進行分析,揭示了 35 億年前微生物生命的“完美快照”在一份聲明中說。 

儘管單一微生物太小而無法用肉眼看到,但數以百萬計的微生物可以一起化石化,形成嵌入岩石中的更大特徵,稱為疊層石。其中許多結構都保存在澳洲西部的德萊賽地層中。儘管一些地質學家不相信疊層石代表了古代生命,但研究人員最近報告說,一項新的研究提供了疊層石有機起源的「特殊證據」。

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自 1980 年代發現以來,德萊賽組疊層石提出了一個令人抓狂的難題,科學家一直在尋求解決這個難題:這些結構是否是生物體創造的?還是某種非生物之手在運作? 

該研究的主要作者、生物、地球與環境學院的助理研究員拉斐爾·鮑姆加特納(Raphael Baumgartner) 表示,由於疊層石已暴露數十億年,風化造成了嚴重損失,抹去了可能將疊層石與曾經存在的生物體聯繫起來的化學資訊。 

鮑姆加特納在一封電子郵件中告訴《生活科學》,更重要的是,某些地質過程可以形成與古代生物留下的礦物結構非常相似的礦物結構,甚至專家也可能很難區分它們。

因此,科學家們進行了深入挖掘。研究稱,他們在岩石表面下數十公尺處鑽探,並提取未受風化影響的疊層石樣本。在這些樣本中,他們發現了與微生物墊相關的有機材料絲。研究人員還發現了黃鐵礦脈——一種也被稱為「黃鐵礦」的礦物。愚人金– 含有有機物的微小顆粒。鮑姆加特納說,這種情況通常只有在生物體分解並且有機物被黃鐵礦取代時才會發生。

「這一切都得到了化學分析的支持,包括有機碳同位素分析,清楚地指向生物質,」他說。

“高品質、確鑿的證據”

地球的原始湯中是用什麼來烹調早期微生物生命的?石墨痕跡41 億年前的鋯石暗示生命至少有一個重要組成部分 –— 在地球形成後的短短幾百萬年內就已經存在了。另一種成分可能是氰化物,它可能透過原始隕石到達年輕的地球,引發化學反應,最終產生活細胞,《生活科學》先前曾報導過

雖然微生物可能在數十億年前就開始出現,但動物的演化時間卻要長一些。動物生命最古老的證據– 從早已消失的軟體中保存下來的化學物質 – 可以追溯到 6.35 億至 6.8 億年前,被認為屬於現代海綿的遠親。

鮑姆加特納說,儘管澳洲疊層石的歷史可能很悠久,但其他保存下來的證據可能代表著更古老的生命。2017年,另一組研究人員發現化石微生物證據在加拿大,它的年齡可能在 37.7 億年到 42.9 億年之間。研究共同作者、新南威爾斯大學教授 Martin Van Kranendonk 也在調查格陵蘭島的疊層石鮑姆加特納表示,這可能有 37 億年的歷史,但它們是否是由生物體產生的「在文獻中存在很大爭議」。

「問題在於格陵蘭島的這些岩石在高溫下經歷了許多轉變和變形,」他解釋道。他解釋說,數十億年來,任何類似於澳洲疊層石中發現的有機物質的痕跡都可能被完全破壞,這使得很難證明格陵蘭島的結構是由微生物塑造的。

鮑姆加特納說:「我們在德萊賽地層疊層石的發現中最重要的是,我們在保存完好的樣本中樹立了高品質確鑿證據的基準,這些樣本自形成以來幾乎沒有受到任何影響。 

研究結果於 9 月 25 日發表在期刊上地質學

原發表於生活科學

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(圖片來源:Future plc)