距今39.5億年 將最古老生命紀(jì)錄前推1億多年
一項新的研究表明,加拿大東北部的古代巖石中可能含有超過39.5億年的生命化學(xué)物質(zhì)。如果得到證實,這一發(fā)現(xiàn)將成為地球上已知最早的生命跡象,并將最古老生命的紀(jì)錄往前推了1億多年。
對一些科學(xué)家來說,這項研究增加了越來越多的證據(jù),表明年輕的地球曾充滿了許多不同種類的生物體。“接受它!”英國倫敦大學(xué)學(xué)院的地球化學(xué)家Dominic Papineau說。他在今年3月發(fā)表了一項研究成果,報告了來自魁北克的至少可以追溯到距今37.7億年前的微生物化石。
但也有人對這項最新的工作是否經(jīng)得住推敲表示懷疑。許多之前宣稱的最古老生命形式一直存在激烈的爭論,這部分緣于數(shù)十億年前形成的巖石往往經(jīng)歷了嚴(yán)重的加熱和擠壓,使其地質(zhì)背景通常難以解釋,同時也緣于生命的化學(xué)痕跡在不涉及生物體的反應(yīng)中很難加以區(qū)分。
“當(dāng)讀到這篇文章的時候我想,‘我們要重新來過’。”瑞典斯德哥爾摩自然歷史博物館地質(zhì)學(xué)家Martin Whitehouse說。他在2002年發(fā)表了一篇研究報告,批評了有關(guān)格陵蘭島的一篇類似的古生物研究報告。
這項最新的研究調(diào)查了一組來自北拉布拉多的巖石,這些巖石被統(tǒng)稱為“薩格里克組”。由日本東京大學(xué)Tsuyoshi Komiya和Yuji Sano領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊在2011年至2013年期間訪問了該地區(qū),并在巖石的露頭中收集了樣本,而與此同時,武裝警衛(wèi)則一直在提防北極熊。
在9月28日出版的《自然》雜志上,研究人員分析了巖石上的碳同位素和來自薩格里克組的石墨顆粒。在一些樣品中,他們發(fā)現(xiàn)與碳-12相比,同位素碳-13的含量相對較低。碳-12是一種較輕的同位素,其原子核中含有較少的中子。生物體更喜歡用碳-12來制造有機化合物,因此微生物曾經(jīng)生活過的物質(zhì)——比如薩格里克巖石——在較輕的同位素中變得更加豐富。
研究小組認(rèn)為,這些石墨顆粒源于古代生活在海中的細(xì)菌,它們能夠利用溶于海水的二氧化碳,隨著環(huán)境變化,這些細(xì)菌在海底慢慢成為巖石的一部分,最終殘留下這些石墨顆粒。
Komiya表示,在這些古老的、高度變形的巖石中找到生命的證據(jù)“令人驚訝和興奮”。他說,他和他的團(tuán)隊排除了其他可能的解釋,比如碳同位素的傾斜比例,比如礦物鐵元素的分解。而石墨似乎與其周圍的巖石在擠壓和加熱時所經(jīng)歷的溫度大致相同,這意味著石墨并非是后來被污染的。
在之前的論文中,Komiya的團(tuán)隊描述了“薩格里克組”的地質(zhì)歷史,并在一種叫做片麻巖的變質(zhì)巖中使用了鈾鉛進(jìn)行測年研究,結(jié)論是這種巖石已有39.5億年。研究人員說,含有生命跡象的石墨至少也應(yīng)該有這么古老。
科學(xué)界通常認(rèn)為地球誕生于約46億年前,此前發(fā)現(xiàn)的最早生命痕跡是在格陵蘭島,約有38億年歷史。新發(fā)現(xiàn)將地球生命的歷史前推了約1.5億年。但是也有一些科研人員表示,還需要更多證據(jù)才能讓新發(fā)現(xiàn)更有說服力。
Whitehouse表示:“這篇論文的其他內(nèi)容都是基于地質(zhì)年表,而地質(zhì)年表尚沒有被很好地建立起來。”他說,“這是一間用紙牌造的房子。”而Komiya則說,他支持自己團(tuán)隊的解釋。
研究格陵蘭島巖石中可能的生命化學(xué)物質(zhì)的丹麥哥本哈根自然歷史博物館地質(zhì)學(xué)家Minik Rosing對Komiya的研究團(tuán)隊表示贊揚,但也指出還有很多的工作需要完成。Rosing說:“這是一項很棒的研究,進(jìn)行了大量復(fù)雜且高質(zhì)量的分析工作。”他同時認(rèn)為,這些巖石太復(fù)雜了,被研究的石墨“可能只有27億年的歷史,但依然能夠通過所有的測試”。