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此前有科學(xué)家們估計(jì)，地球上的第一批生命誕生在38億年前左右。目前發(fā)現(xiàn)的最早的、有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物化石形成于35億年前，因此，科學(xué)家們認(rèn)為，關(guān)于地球上第一批生命的出現(xiàn)的時(shí)間，最晚應(yīng)該在地球形成后10億年。

但最近發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)步》（Science Advances）上的一項(xiàng)新研究似乎推翻了此前科學(xué)家們提出的理論，將地球出現(xiàn)生命的時(shí)間提早了5億年，研究團(tuán)隊(duì)分析了加拿大魁北克一塊拳頭大小的巖石，估計(jì)有37.5億到42.8億年的歷史。在《自然》（Nature）雜志早些時(shí)候的一篇論文中，研究小組在巖石中發(fā)現(xiàn)了微小的細(xì)絲、旋鈕和管子，這些似乎是由細(xì)菌造成的。

現(xiàn)在，在對(duì)巖石進(jìn)行了廣泛的進(jìn)一步分析后，研究小組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更大、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)——一個(gè)單側(cè)有平行分支的莖，將近一厘米長(zhǎng)，以及數(shù)百個(gè)扭曲的球體或橢球，沿著管狀體和細(xì)絲。研究人員說(shuō)，雖然一些結(jié)構(gòu)可能是通過(guò)偶然的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，但這種帶有平行分支的“樹(shù)狀”莖極有可能是生物起源的，因?yàn)閺膩?lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)通過(guò)化學(xué)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)與之類似。

該團(tuán)隊(duì)還提供了細(xì)菌如何以不同方式獲得能量的證據(jù)。他們?cè)趲r石中發(fā)現(xiàn)了礦化的化學(xué)副產(chǎn)品，這與古代微生物通過(guò)一種不涉及氧氣的光合作用，而是依靠鐵、硫、可能還有二氧化碳和光。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，這些新發(fā)現(xiàn)表明，原始地球上就可能存在著各種微生物生命，可能在地球形成后的3億年內(nèi)就存在了。

研究論文的主要作者多米尼克·帕皮尼奧博士（Dominic Papineau，同時(shí)就職于倫敦大學(xué)學(xué)院地球科學(xué)系、納米技術(shù)中心、行星科學(xué)中心和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)）說(shuō)：“使用許多不同的證據(jù)，我們的研究強(qiáng)烈地暗示了在3.75至42億8000萬(wàn)年前在地球上存在許多不同類型的細(xì)菌。這意味著生命可能在地球形成后的3億年內(nèi)就開(kāi)始了。從地質(zhì)學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，這是太陽(yáng)繞銀河系旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間?！?/p>

“這些發(fā)現(xiàn)對(duì)外星生命的可能性有一定的影響。如果在適當(dāng)?shù)臈l件下，生命相對(duì)較快地出現(xiàn)，這將增加其他行星上存在生命的可能性?！?/p>

在這項(xiàng)研究中，研究人員檢查了帕皮尼奧博士2008年收集的魁北克省努瓦瓦吉圖克表殼帶（NSB）的巖石。NSB曾經(jīng)是一片海底，其中含有地球上已知的一些最古老的沉積巖，據(jù)信是在熱液噴口系統(tǒng)附近形成的，海底的裂縫通過(guò)巖漿加熱的富鐵水域。

研究團(tuán)隊(duì)將巖石切成大約像紙一樣厚（100微米）的部分，以便仔細(xì)觀察微小的化石狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)由赤鐵礦構(gòu)成，包裹在石英中。這些巖石切片是用鑲有鉆石的鋸子切割的，其厚度是研究人員之前切割的兩倍多，這使得研究團(tuán)隊(duì)能夠在其中看到更大的赤鐵礦結(jié)構(gòu)。

他們將這些結(jié)構(gòu)和成分與最近的化石以及現(xiàn)今熱液噴口系統(tǒng)附近的鐵氧化細(xì)菌進(jìn)行了比較。他們?cè)谌缃竦南耐母浇腖oihi海底火山附近，以及北冰洋和印度洋的其他噴口系統(tǒng)附近，發(fā)現(xiàn)了扭曲的細(xì)絲、平行分支結(jié)構(gòu)和扭曲的球體。

除了在各種光學(xué)顯微鏡和拉曼顯微鏡（測(cè)量光的散射）下分析巖石樣本外，研究團(tuán)隊(duì)還使用超級(jí)計(jì)算機(jī)數(shù)字化重建了巖石剖面，該計(jì)算機(jī)處理了兩種高分辨率成像技術(shù)的數(shù)千張圖像。第一種技術(shù)是顯微CT，即顯微斷層成像，它使用X射線來(lái)觀察巖石內(nèi)部的赤鐵礦。第二種是聚焦離子束，它可以刮去200納米厚的微小巖石薄片，并在每塊巖石薄片之間用集成電子顯微鏡拍攝圖像。

這兩種技術(shù)都產(chǎn)生了一系列用于創(chuàng)建不同目標(biāo)的三維模型的圖像。然后，通過(guò)三維模型，研究人員確認(rèn)了赤鐵礦細(xì)絲呈波浪狀扭曲，并含有有機(jī)碳，這是現(xiàn)代食鐵微生物的共同特征。

在他們的分析中，研究小組得出結(jié)論，赤鐵礦結(jié)構(gòu)不可能是通過(guò)數(shù)十億年來(lái)的巖石擠壓和加熱形成的，并指出這些結(jié)構(gòu)似乎在更細(xì)的石英中比在更粗的石英中保存得更好。研究人員還觀察了富含化石的巖石中稀土元素的含量，發(fā)現(xiàn)它們的含量與其他古代巖石樣本相同。這證實(shí)了海底沉積物與周圍的火山巖一樣古老，而不是一些人提出的更年輕的外來(lái)滲透。

以上的研究指向了一個(gè)事實(shí)：地球誕生后不久，地球上就出現(xiàn)生命了，生命的出現(xiàn)或許不需要上10億年那么漫長(zhǎng)的孕育時(shí)間，也不需要過(guò)于苛刻的孕育條件?；蛟S在其他行星上，生命體的出現(xiàn)或許更容易。

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標(biāo)簽： 研究發(fā)現(xiàn)