見過以吃鐵、硫、二氧化碳和紅外光為生的生命嗎？由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）“地大學(xué)者”領(lǐng)軍人才多米尼克？帕皮諾、佘振兵教授和馬特？多德博士后聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)取得的一項最新研究結(jié)果表明：在37.5億至42.8億年前，地球上就已經(jīng)存在這樣豐富多彩的微生物生命活動，相較于之前證實的34.5億年，地球生命起源時間至少提前3億年。該研究對地球生命起源時間的傳統(tǒng)認(rèn)識提出了挑戰(zhàn)，相關(guān)成果在最新一期的《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上發(fā)表。

該團(tuán)隊分析了來自加拿大魁北克省的一塊拳頭大小的巖石，之前的研究已經(jīng)通過同位素定年方法，判斷其年齡約至少為37.5億年前，最老可達(dá)42.8億年前。在對這些巖石進(jìn)行了更全面深入的分析之后，研究人員新發(fā)現(xiàn)了一個更大更復(fù)雜的“樹枝”狀結(jié)構(gòu)——近1厘米長的主干莖和單側(cè)生長的平行管狀分枝，以及共生的大量橢球體。

▲新發(fā)現(xiàn)的NSB赤鐵礦化樹枝狀化石與局部放大圖

由于目前還沒有發(fā)現(xiàn)任何非生物的純化學(xué)過程能產(chǎn)生類似的結(jié)構(gòu)，這個“樹枝”狀結(jié)構(gòu)最有可能是由古老細(xì)菌形成的微生物群落。同時，研究人員發(fā)現(xiàn)樣品中保留了一些被礦化的生物化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物，表明這些不同類型的古老微生物可能以鐵、硫、二氧化碳和海底的紅外輻射能量為生，進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用。

論文第一作者多米尼克？帕皮諾介紹，“在37.5億年到42.8億年前，地球上就已經(jīng)存在著多種多樣的微生物生命。這意味著生命可能在地球形成后僅三億年就開始出現(xiàn)了，從地質(zhì)學(xué)的角度來分析，生命的出現(xiàn)是非常迅速的，時間約等同于太陽繞銀河系旋轉(zhuǎn)一圈的時間?！?/p>

▲論文第一作者多米尼克在野外考察

“這些發(fā)現(xiàn)對外星生命出現(xiàn)的可能性有重要啟示。如果在合適的外界環(huán)境條件下，生命可以在地球上很快地出現(xiàn)，這將增加其他行星上存在生命的可能性?！眳⑴c這項研究的佘振兵教授說。

證明這種古老生命存在的主要證據(jù)之一來自于樣品的光譜分析，它們是揭示礦物中生命化學(xué)信息的'指紋’?！斑\(yùn)用光譜成像分析，我們就能夠看到樣品中各種化合物的空間分布情況。如果在礦物中發(fā)現(xiàn)了碳和磷的化合物，表明這些礦物可能是早期生物經(jīng)過降解后殘留下來的產(chǎn)物”。佘振兵教授表示。

這項研究的樣品來自于加拿大魁北克省努瓦瓦吉圖克表殼巖帶（NSB），是多米尼克？帕皮諾2008年在一次野外科考中采集的。該地區(qū)含有地球上已知的最古老的沉積巖，在海底熱液系統(tǒng)附近，由巖漿加熱產(chǎn)生的富鐵海水通過海底裂隙上升，沉積后形成這些含鐵的巖石。研究人員將巖石切成大約100微米的切片，以便用光學(xué)顯微鏡、拉曼光譜儀和電子顯微鏡來觀察微小的化石結(jié)構(gòu)。

此外，研究團(tuán)隊還使用顯微CT、聚焦離子束—掃描電子顯微鏡系統(tǒng)對樣品內(nèi)部進(jìn)行逐層高分辨率成像，并用一臺超級計算機(jī)3D數(shù)字重建。通過上述分析，研究人員確認(rèn)了NSB赤鐵礦絲狀體具有現(xiàn)代鐵代謝微生物的特征，尤其是與現(xiàn)代海底熱液噴口系統(tǒng)中的鐵細(xì)菌很相似。

文/通訊員 程曉龍 肖展 龐偉紅 文匯報駐鄂記者錢忠軍 圖/中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）提供

編輯：趙征南

責(zé)任編輯：范兵