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圖為新發(fā)現(xiàn)的NSB赤鐵礦化樹枝狀化石與局部放大圖。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）供圖

日前，這項(xiàng)研究對(duì)地球生命起源時(shí)間的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)提出挑戰(zhàn)，相關(guān)成果在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表。

見(jiàn)過(guò)以吃鐵、硫、二氧化碳和紅外光為生的生命嗎？上述研究團(tuán)隊(duì)分析了來(lái)自加拿大魁北克省一塊拳頭大小巖石，之前研究已通過(guò)同位素定年方法，判斷其年齡至少為37.5億年前，最老可達(dá)42.8億年前。對(duì)這些巖石進(jìn)行更全面深入分析后，研究人員新發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更大更復(fù)雜的“樹枝”狀結(jié)構(gòu)——近1厘米長(zhǎng)的主干莖和單側(cè)生長(zhǎng)的平行管狀分枝，及共生的大量橢球體。

據(jù)介紹，因目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何非生物的純化學(xué)過(guò)程能產(chǎn)生類似結(jié)構(gòu)，這個(gè)“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(shí)，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。

該研究論文第一作者多米尼克·帕皮諾表示，在37.5億年到42.8億年前，地球上就已存在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)，從地質(zhì)學(xué)角度來(lái)分析，生命的出現(xiàn)非常迅速，時(shí)間約等同于太陽(yáng)繞銀河系旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間。

“這些發(fā)現(xiàn)對(duì)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。”參與這項(xiàng)研究的佘振兵教授說(shuō)。

證明這種古老生命存在的主要證據(jù)之一來(lái)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”。

“運(yùn)用光譜成像分析，我們能夠看到樣品中各種化合物的空間分布情況。”佘振兵教授說(shuō)，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(guò)降解后殘留下來(lái)的產(chǎn)物。

這項(xiàng)研究的樣品來(lái)自加拿大魁北克省努瓦瓦吉圖克表殼巖帶（NSB），由多米尼克·帕皮諾2008年在一次野外科考中采集。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(guò)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微米切片，以便用光學(xué)顯微鏡、拉曼光譜儀和電子顯微鏡來(lái)觀察微小的化石結(jié)構(gòu)。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還使用顯微CT、聚焦離子束掃描電子顯微鏡系統(tǒng)對(duì)樣品內(nèi)部進(jìn)行逐層高分辨率成像，并用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行3D數(shù)字重建。通過(guò)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。

關(guān)鍵詞：研究人員海底熱液生命起源