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科技日報記者 吳純新 通訊員 程曉龍 肖展 龐偉紅

4月15日，記者從中國地質(zhì)大學（武漢）獲悉，該校“地大學者”領軍人才多米尼克·帕皮諾、佘振兵教授和馬特·多德博士后聯(lián)合多家研究機構取得的一項最新研究結果表明：在37.5億至42.8億年前，地球上已經(jīng)存在豐富多彩的微生物生命活動，相較之前證實的34.5億年，地球生命起源時間至少提前3億年。

日前，這項研究對地球生命起源時間的傳統(tǒng)認識提出挑戰(zhàn)，相關成果在《科學進展》上發(fā)表。

見過以吃鐵、硫、二氧化碳和紅外光為生的生命嗎？上述研究團隊分析了來自加拿大魁北克省一塊拳頭大小巖石，之前研究已通過同位素定年方法，判斷其年齡至少為37.5億年前，最老可達42.8億年前。對這些巖石進行更全面深入分析后，研究人員新發(fā)現(xiàn)了一個更大更復雜的“樹枝”狀結構——近1厘米長的主干莖和單側生長的平行管狀分枝，及共生的大量橢球體。

據(jù)介紹，因目前還沒有發(fā)現(xiàn)任何非生物的純化學過程能產(chǎn)生類似結構，這個“樹枝”狀結構最有可能是由古老細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反應副產(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)學角度來分析，生命的出現(xiàn)非常迅速，時間約等同于太陽繞銀河系旋轉一圈的時間。

“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。”參與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信息的“指紋”。

“運用光譜成像分析，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，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。

這項研究的樣品來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，以便用光學顯微鏡、拉曼光譜儀和電子顯微鏡來觀察微小的化石結構。

此外，研究團隊還使用顯微CT、聚焦離子束掃描電子顯微鏡系統(tǒng)對樣品內(nèi)部進行逐層高分辨率成像，并用一臺超級計算機進行3D數(shù)字重建。通過上述分析，研究人員確認了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)中的鐵細菌很相似。