作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2017/12/20 9:16:39
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科学家分析远古化石证明
地球生命或起源于40亿年前

来自西澳大利亚的距今35 亿年前的化石。图片来源:Graeme Churchard/Flickr

本报讯 1992年,研究人员发现了当时可能是地球上最早的生命的证据——在澳大利亚岩石中包裹着的有35亿年历史的微小印记。然而从那以后,科学家们一直在争论,这些印记是否真的代表着古老的微生物,并且即便真的存在,它们是否真有那么古老。

如今,对这些微化石进行的全面分析表明,它们确实代表了古老的微生物。这些微生物是如此的复杂,以至于我们这颗星球上的生命必然在此5亿年前便已诞生了。

并未参与该项研究的澳大利亚佩斯市科廷大学地质生物学家Birger Rasmussen说,这项新研究表明,这些早期的微生物惊人的复杂,能够进行光合作用,并利用其他化学过程获得能量。

同样没有参与该项研究的美国劳伦斯市堪萨斯大学地质生物学家Alison Olcott Marshall强调,这项研究“可能会对这些岩石进行一系列的新研究,因为其他研究人员正在寻找支持或反驳这种新假设的数据”。

在这项新研究中,加利福尼亚大学洛杉矶分校古生物学家William Schopf与这些澳大利亚微生物化石的发现者,以及威斯康星大学麦迪逊分校的地球科学家John Valley组成了一个研究团队。

Valley是一种被称为二次离子质谱法(SIMS)的分析技术的专家,这种技术可以在一个样本中测定不同形式的碳的比例,而这是确定其是否为有机碳的关键。

Schopf花了4个月的时间在显微镜下工作,最终找到了一块含有化石的岩石薄片,其中的样本足以用来进行SIMS分析;该样本包含有11个微生物化石,其形状和大小的多样性表明它们代表了5种微生物。Schopf还提供了岩石样本,这些岩石中没有任何用于比较的假定化石。

研究人员通过分析在样本中发现了几个不同的碳比率。研究表明,两种微化石的碳含量与现代细菌的碳含量相同,这些细菌利用光制造碳化合物来为它们的活动提供能量——这是一种不含氧气的原始光合作用。

另外两种微化石的碳比率与古生菌相同,后者依赖甲烷作为它们的能量来源,这在多细胞生物的发展过程中起着关键作用。而最后一种微化石的碳比率表明,这种微生物产生的甲烷是其新陈代谢的一部分。

Schopf、Valley和他们的同事在12月18日出版的美国《国家科学院院刊》上报告了这一研究成果。

Schopf表示,有如此多的不同碳比率的事实强化了这一假设,即这些都是真正的化石。他说,任何可能产生印记的无机过程都只会留下一个统一的碳比率签名。

Schopf说,微生物在地球历史的这一时刻已经如此多样的事实也表明,我们这颗行星上的生命可能要追溯到距今40亿年前。

其他研究人员虽然已经发现了如此久远的生命迹象,但这些发现相比Schopf的成果争议更大。

“新的研究结果进一步证明了这些微观结构是生物的观点。”Rasmussen对此表示赞同。但他担心这些微化石可能被保存得非常糟糕。

而Olcott Marshall则认为岩石印记根本就不是化石,而是地质过程的产物。她说“这种分析技术产生的错误是如此之大”,这些数据还不足以说明岩石中有不同类型的微生物。

但SIMS的专家却对这项工作表示赞赏。“这是一个非常谨慎并且经过深思熟虑的实验。”并未参与该项研究的西雅图市华盛顿大学的化学家Lara Gamble说,“他们付出了很大努力,试图确保每件事都得到合理的校准。”

Rasmussen希望接下来的研究能够进一步分析更多的微化石。“考虑到我们正在研究一些可能是最古老的生命迹象,因而这是值得的。”他说,“当我们把目光投向火星和更远的地方时,对我们识别地球上的远古生命特征的技能进行磨炼是非常必要的。”(赵熙熙)

《中国科学报》 (2017-12-20 第2版 国际)
 
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