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最新研究证实:地球生命起源时间至少提前3亿年

4月15日,记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校“地大学者”领军人才多米尼克・帕皮诺、佘振兵教授和马特・多德博士后联合多家研究机构取得的一项最新研究结果表明:在37.5亿至42.8亿年前,地球上已经存在丰富多彩的微生物生命活动,相较之前证实的34.5亿年,地球生命起源时间至少提前3亿年。

图为新发现的NSB赤铁矿化树枝状化石与局部放大图。中国地质大学(武汉)供图

日前,这项研究对地球生命起源时间的传统认识提出挑战,相关成果在《科学进展》上发表。

见过以吃铁、硫、二氧化碳和红外光为生的生命吗?上述研究团队分析了来自加拿大魁北克省一块拳头大小岩石,之前研究已通过同位素定年方法,判断其年龄至少为37.5亿年前,最老可达42.8亿年前。对这些岩石进行更全面深入分析后,研究人员新发现了一个更大更复杂的“树枝”状结构――近1厘米长的主干茎和单侧生长的平行管状分枝,及共生的大量椭球体。

据介绍,因目前还没有发现任何非生物的纯化学过程能产生类似结构,这个“树枝”状结构最有可能是由古老细菌形成的微生物群落。同时,研究人员发现样品中保留了一些被矿化的生物化学反应副产物,表明这些不同类型的古老微生物可能以铁、硫、二氧化碳和海底的红外辐射能量为生,进行不产氧的光合作用。

该研究论文第一作者多米尼克・帕皮诺表示,在37.5亿年到42.8亿年前,地球上就已存在多种多样的微生物生命。这意味着生命可能在地球形成后仅三亿年就开始出现,从地质学角度来分析,生命的出现非常迅速,时间约等同于太阳绕银河系旋转一圈的时间。

“这些发现对外星生命出现的可能性有重要启示。如果在合适的外界环境条件下,生命可以在地球上很快地出现,这将增加其他行星上存在生命的可能性。”参与这项研究的佘振兵教授说。

证明这种古老生命存在的主要证据之一来自于样品的光谱分析,它们是揭示矿物中生命化学信息的“指纹”。

“运用光谱成像分析,我们能够看到样品中各种化合物的空间分布情况。”佘振兵教授说,如果在矿物中发现了碳和磷的化合物,表明这些矿物可能是早期生物经过降解后残留下来的产物。

这项研究的样品来自加拿大魁北克省努瓦瓦吉图克表壳岩带(NSB),由多米尼克・帕皮诺2008年在一次野外科考中采集。该地区含有地球上已知的最古老的沉积岩,在海底热液系统附近,由岩浆加热产生的富铁海水通过海底裂隙上升,沉积后形成这些含铁的岩石。研究人员将岩石切成大约100微米切片,以便用光学显微镜、拉曼光谱仪和电子显微镜来观察微小的化石结构。

此外,研究团队还使用显微CT、聚焦离子束扫描电子显微镜系统对样品内部进行逐层高分辨率成像,并用一台超级计算机进行3D数字重建。通过上述分析,研究人员确认了NSB赤铁矿丝状体具有现代铁代谢微生物的特征,尤其是与现代海底热液喷口系统中的铁细菌很相似。

来源:科技日报