地球形成仅3亿年后,生命就诞生了?

作者: 小雨

来源: https://www.ucl.ac.uk/news/2022/apr/diverse-life-forms-may-have-evolved-earlier-previously-thought

发布日期: 2022-05-04 20:31:56

科学家在加拿大魁北克省的努夫亚吉图克地表带发现的最古老沉积岩中,通过分析微米级的细丝、块状和管状结构,推测这些结构可能由细菌形成,且这些化石微生物的年龄可能在37.5亿至42.8亿年之间,这意味着生命可能在地球形成仅3亿年之后就开始了。

地球上的生命是何时何地开始的?这是一个我们尚不知晓确切答案的问题,但科学家们已经知道的是,海底的一些热液系统为地球生命提供了最早的宜居条件。加拿大魁北克省的努夫亚吉图克地表带(Nuvvuagittuq Supracrustal Belt,NSB)曾是一块海床,那里有着地球上已知的最古老沉积岩。NSB所包含的那些古老岩石,就是由被岩浆加热的富含铁的水通过海底热液系统附近的海底裂缝而形成的含铁沉积岩。

2008年,地质学家Dominic Papineau从NSB收集到了这样的岩石,并对其展开了分析检测。在一篇于2017年发表在《自然》杂志的论文中,Papineau与他的同事报告了他们在这些岩石中发现了一些微米级的细丝、块状和管状结构,并推测这些结构似乎是由细菌形成的。然而,这种结论随即引发了争论,并不是所有科学家都接受这种对NSB岩石中的细小结构的生物学解释。

主要原因在于,如果这些结构是由细菌引起的,那么这些化石微生物至少有37.7亿年,甚至可能有42.8亿年的历史,这比我们通常认为的最早的古生命迹象还早了约3亿年。现在,Papineau与同事在《科学进展》杂志上发表了一项最新的研究,他们通过对一块来自NSB的拳头大小的岩石进行更进一步的分析,发现在37.5亿至42.8亿年前,地球上就已经生存着许多不同类型的细菌。

在新的研究中,通过采用各种显微镜对样本进行分析,研究人员发现了岩石中的一个更大、更复杂的结构——那是一个长达约1厘米,且有着平行管状分支的主干结构,在那些管状和细丝结构的周围,还伴有上百个不规则的椭球体。研究人员认为,这些微观结构极有可能是一些有着生物学起源的微体化石。他们表示,虽然这些结构也仍有可能通过偶然的化学反应形成,但目前并没有发现在什么情况下能仅凭化学反应就能创造出这样的结构。

通过将这些微体化石的结构和组成与现如今位于海底热液喷口附近的更年轻的化石以及铁氧化细菌进行比较,他们发现这些微结构与一些更年轻的微体化石有相似之处。此外,他们还找到了细菌如何以不同方式获取能量的证据。在这些岩石中,他们发现了一些被矿化的化学反应副产物,这与古老的以铁、硫、可能还有二氧化碳和光为生的微生物一致,这些微生物通过一种不涉及氧气的光合作用的形式生存。

这项研究对于我们理解自然发生、进化生物学和外太空生物学都具有重要意义。现在,研究人员通过收集到的许多不同证据,推断出这些微生物的年龄在37.5亿至42.8亿年之间。这样的结果挑战了人们对于地球生命起源时间的传统认知,它意味着生命可能在地球形成仅3亿年之后就开始了。

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