地球上最初的生命是什麼?38億年前最古老巖石中找到答案

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摘要:北京時間3月14日訊息,據國外媒體報道,科學家在地球最古老的巖石中找到了最早的生命證據。地球歷史大約有45億年,而存留到今天的最古老巖石大約可以追溯到40億年前。在巖石記錄出現後不久,生命似乎就開始留下存在的痕跡。在2013年發表於《天體生物學》(Astrobiology)的一項研究中,科學家描述了在澳大利亞發現的纖維狀化石痕跡,指出這可能是出現在大約35億年前的微生物席,能從陽光中獲取能量。

另一項研究中,科學家在格陵蘭島發現了一組可以追溯到約37億年前的巖石,內部含有可能是疊層石——由藍細菌等微生物黏結堆砌而成——的結構。

澳大利亞西部鯊魚灣世界遺產地的疊層石。疊層石是由微生物,尤其是藍菌黏結堆砌而成的,而藍菌很可能是地球上最早的光合作用生物

這些錐形結構發現於格陵蘭島一些有37億年歷史的巖石中,可能是地球最初生命的化石

一些科學家宣稱,在採自格陵蘭Akilia島的巖石中發現了生命的證據,這些巖石的年齡約38億年。1996年,研究者在《自然》(Nature)雜誌上首次報道稱,這些巖石的同位素分析顯示了某些神祕微生物的代謝活動。自此之後,科學界對這些關於最初生命的發現展開了熱烈爭論。

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2016年2月,在搜尋地外文明計劃協會(SETI)的演講中,加州大學洛杉磯分校的地球化學家伊麗莎白·貝爾(Elizabeth Bell)指出,最初生命出現的證據與最初的巖石記錄很接近,由此引出一個問題:這是時間上的巧合,還是因為最初生命的痕跡已經與最古老的巖石一起消失了?

巖石記錄出現之前的時期被稱為冥古宙(Hadean)。這是一段非常極端的時期,大量小行星和彗星轟擊著地球。伊麗莎白·貝爾和她的同事們宣稱,他們可能找到了這一時期存在生命的證據。2015年,該研究團隊報道稱在41億年前的鋯石晶體中發現了石墨。,而石墨中的同位素比例顯示其可能源自生物。相關的研究結果發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

“外界有一些懷疑,這是肯定的,”伊麗莎白·貝爾說道。小行星或化學反應也可能會導致奇怪的碳元素比例,因此同位素結果並不能證明生命確實存在。在2015年的論文發表之後,研究團隊又發現了更多罕見的含碳物質,他們希望儘快做進一步分析。

從冥古宙開始,地球上可能就有了液態水的存在,當時也可能已經出現了由花崗巖組成的類似大陸的地殼——這一點還存在爭議。伊麗莎白·貝爾補充道,當時如果有生命出現,也應該是一種原核生物(單細胞的生物體,沒有膜包裹的細胞核或細胞器)。如果當時地球上已經有了大陸性地殼,磷等礦物質就可能成為原核生物的營養來源。

在另一項不同角度的研究中,科學家指出,海底熱液口可能才是最初生命的孕育場所。在發表於2016年7月的《自然-微生物學》(Nature Microbiology)的論文中,研究者對原核生物進行了分析,尋找所有這些生物共同的基因和蛋白質,試圖找出地球生物最原始的共同祖先——最後共同祖先(又稱最近普適共同祖先,Last Universal Common Ancestor,LUCA)。

研究團隊發現所有的古菌和細菌支系分享著355個蛋白質。基於這些蛋白質,研究者構建了一個最後共同祖先的基因組,並指出它生活在一個厭氧、熱液的環境中。如果情況確實如此,那地球最初的生命(或者至少是最早留下後代的生命)可能就與今天深海熱液口附近的微生物群落類似。(任天)

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