地球上最初的生命是什么?38亿年前最古老岩石中找到答案

2017年03月14日 08:34 新浪科技 微博
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澳大利亚西部鲨鱼湾世界遗产地的叠层石。叠层石是由微生物,尤其是蓝菌黏结堆砌而成的,而蓝菌很可能是地球上最早的光合作用生物  澳大利亚西部鲨鱼湾世界遗产地的叠层石。叠层石是由微生物,尤其是蓝菌黏结堆砌而成的,而蓝菌很可能是地球上最早的光合作用生物
这些锥形结构发现于格陵兰岛一些有37亿年历史的岩石中,可能是地球最初生命的化石这些锥形结构发现于格陵兰岛一些有37亿年历史的岩石中,可能是地球最初生命的化石

  新浪科技讯 北京时间3月14日消息,据国外媒体报道,科学家在地球最古老的岩石中找到了最早的生命证据。地球历史大约有45亿年,而存留到今天的最古老岩石大约可以追溯到40亿年前。在岩石记录出现后不久,生命似乎就开始留下存在的痕迹。

  在2013年发表于《天体生物学》(Astrobiology)的一项研究中,科学家描述了在澳大利亚发现的纤维状化石痕迹,指出这可能是出现在大约35亿年前的微生物席,能从阳光中获取能量。另一项研究中,科学家在格陵兰岛发现了一组可以追溯到约37亿年前的岩石,内部含有可能是叠层石——由蓝细菌等微生物黏结堆砌而成——的结构。

  一些科学家宣称,在采自格陵兰Akilia岛的岩石中发现了生命的证据,这些岩石的年龄约38亿年。1996年,研究者在《自然》(Nature)杂志上首次报道称,这些岩石的同位素分析显示了某些神秘微生物的代谢活动。自此之后,科学界对这些关于最初生命的发现展开了热烈争论。

  2016年2月,在搜寻地外文明计划协会(SETI)的演讲中,加州大学洛杉矶分校的地球化学家伊丽莎白·贝尔(Elizabeth Bell)指出,最初生命出现的证据与最初的岩石记录很接近,由此引出一个问题:这是时间上的巧合,还是因为最初生命的痕迹已经与最古老的岩石一起消失了?

  岩石记录出现之前的时期被称为冥古宙(Hadean)。这是一段非常极端的时期,大量小行星和彗星轰击着地球。伊丽莎白·贝尔和她的同事们宣称,他们可能找到了这一时期存在生命的证据。2015年,该研究团队报道称在41亿年前的锆石晶体中发现了石墨。,而石墨中的同位素比例显示其可能源自生物。相关的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

  “外界有一些怀疑,这是肯定的,”伊丽莎白·贝尔说道。小行星或化学反应也可能会导致奇怪的碳元素比例,因此同位素结果并不能证明生命确实存在。在2015年的论文发表之后,研究团队又发现了更多罕见的含碳物质,他们希望尽快做进一步分析。

  从冥古宙开始,地球上可能就有了液态水的存在,当时也可能已经出现了由花岗岩组成的类似大陆的地壳——这一点还存在争议。伊丽莎白·贝尔补充道,当时如果有生命出现,也应该是一种原核生物(单细胞的生物体,没有膜包裹的细胞核或细胞器)。如果当时地球上已经有了大陆性地壳,磷等矿物质就可能成为原核生物的营养来源。

  在另一项不同角度的研究中,科学家指出,海底热液口可能才是最初生命的孕育场所。在发表于2016年7月的《自然-微生物学》(Nature Microbiology)的论文中,研究者对原核生物进行了分析,寻找所有这些生物共同的基因和蛋白质,试图找出地球生物最原始的共同祖先——最后共同祖先(又称最近普适共同祖先,Last Universal Common Ancestor,LUCA)。

  研究团队发现所有的古菌和细菌支系分享着355个蛋白质。基于这些蛋白质,研究者构建了一个最后共同祖先的基因组,并指出它生活在一个厌氧、热液的环境中。如果情况确实如此,那地球最初的生命(或者至少是最早留下后代的生命)可能就与今天深海热液口附近的微生物群落类似。(任天)

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