古代化石微生物表明宇宙中的生命是常见的

2017年12月24日12:23:40古代化石微生物表明宇宙中的生命是常见的已关闭评论 243 1724字阅读5分44秒


在澳大利亚西部的Apex硅质岩矿藏中,一个含有近35亿年前岩石的环氧树脂装载在Weeks HallWisconsin二级离子质谱实验室(WiscSIMS)中。

对已知最古老的化石微生物的新分析提供了有力的证据,以支持人们越来越广泛的理解宇宙中的生命是普遍的。


来自西澳大利亚州的微生物年龄为34.65亿岁。加州大学洛杉矶分校和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家今天在"美国科学院学报"杂志上报道,他们研究的两个物种似乎已经进行了一种原始形式的光合作用,另一种明显产生了甲烷气体,另外两种似乎是已经消耗了甲烷,并用它来建造他们的细胞壁。

有证据表明,不同的生物群体在地球历史上已经进化得非常早 - 加上科学家对宇宙中大量恒星的认识,以及对行星绕太多轨道运动的认识越来越深入 - 加强了生命的存在宇宙中的其他地方,因为生命在地球上迅速形成,但在其他地方并不是这样。

"34.65亿年前,地球上的生命已经变得多样化了。这是明确的 - 原始光合作用,甲烷生产者,甲烷使用者,加州大学洛杉矶分校学院古生物学教授J. William Schopf  ,这项研究的主要作者。"这是第一批显示当时地球历史上非常多样的生物体的数据,而我们以前的研究表明,34亿年前也有硫的使用者。

"这告诉我们生命必须早已开始,它证实原始生命形成并发展成更先进的微生物并不难。"

Schopf说,科学家们仍然不知道可能开始了多少生命。

他说:"但是,如果条件是对的,宇宙中的生命应该是普遍的。

发现生命的迹象

消耗甲烷的古老化石微生物来源
J. William Schopf /
加州大学洛杉矶分校进化与生命起源研究中心

这项研究是对古代化石中保存的微生物进行的最详细的研究。Schopf领导的研究人员首先在1993年的"科学"杂志上描述了这些化石,然后在2002年的"自然"杂志上证实了它们的生物起源。但是这项新研究是第一个确定它们是什么样的生物微生物,他们是原始的。

对于这项新的研究,Schopf和他的同事用尖端技术(称为二次离子质谱法)或SIMS分析了微生物,它揭示了碳-12和碳-13同位素的比例 - 信息科学家可以用来确定微生物的生活方式。(例如,光合细菌具有不同于甲烷生产者和消费者的碳信号)。2000年,Schopf成为第一个使用SIMS分析岩石中保存的显微化石的科学家他说这项技术很可能会被用来研究从火星带回来的生命迹象。

由地球科学教授John Valley领导的威斯康辛州的研究人员使用二次离子质谱仪(世界上只有少数几个之一)将每个化石中的碳分离成其组成同位素并确定它们的比例。

"碳同位素比率的差异与其形状有关,"Valley说。"他们的C-13-C-12比率是生物学和代谢功能的特征。"

Schopf说,这些化石是在大气中氧气很少的时候形成的。他认为,先进的光合作用还没有进化,氧气首先在大约五亿年后才出现在地球上,在大约二十亿年前,它在大气中的浓度迅速增加。

他说,氧气对这些微生物是有毒的,会杀死他们。

没有氧气的生活

原始光合作用在当今地球上相当罕见,因为它们只存在于有光但没有氧气的地方 - 通常在光照充足的地方就有充足的氧气。科学家们分析的岩石的存在也是相当显着的:Schopf说,露在地球表面的岩石的平均寿命约为2亿年,并补充说,当他开始他的职业生涯时,没有任何化石证据寿命可以追溯到5亿年前。

"我们研究的化石和岩石一样远。"

虽然这项研究强烈地表明整个宇宙中存在着原始的生命形式,但Schopf说,更高级的生命存在是非常可能的,但不太确定。

该论文的合著者之一是加州大学洛杉矶分校进化与生命起源研究中心的高级科学家Anatoliy Kudryavtsev,其中Schopf是主任。该研究由美国宇航局天体生物学研究所资助。

20175月,加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究生Amanda Garcia及其同事SchopfPNAS上发表的一篇论文显示,在过去的35亿年里,地球的近海温度急剧下降。这项工作是基于他们对几乎所有生物体中存在的一种古代酶的分析。

2015年,Schopf是一个国际科学家小组的一部分,他们在PNAS中描述了他们发现的  最大进化史的报告  - 这种深海微生物似乎没有超过20亿年的进化史。

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