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34.5亿年岩层发现神秘痕迹 或为地球古老微生物

美国宇航局卫星拍摄的西澳皮尔巴拉区的斯特雷利池岩层

34.5亿年岩层发现神秘痕迹 或为地球古老微生物

今天澳大利亚浅水水域中由微生物菌落塑造的叠层石

  研究人员在距今大约34.5亿年的古老岩石上发现了早期地球上存在的神秘微生物信息,涉及到与远古微生物代谢有关的线索。这些存在于远古地球的生物位于澳大利亚西岸皮尔巴拉(Pilbara)区域的斯特雷利池(Strelley Pool)底部角岩层。美国宇航局通过Landsat-7地球观测卫星在2000年5月和2001年6月通过该地区上空,获取到相关的地质调查图像,研究人员杰西·艾伦(Jesse Allen)从马里兰州大学获得了地理信息的数据。在澳大利亚这块大陆某些地方自古以来就存在崎岖不平、干旱的沙漠以及被海风吹蚀的岩层等。

  在该大陆的一些地区仍然存在未被我们所发现的数十亿年前形成的陆地,因此科学家们希望在这里寻找到与远古地球有关的线索,比如以往的生物圈以及与环境有关建议。目前,一组科学家正在利用同位素研究分析澳大利亚岩层中微生物的代谢途径。研究人员认为斯特雷利池隐藏了关于地球早期微生物的信息,因此科学家们希望到这里进行调查研究并通过相关检测来发现土壤中隐藏的线索。

  根据科学家们估计,其时间范围在公元前34.5亿年至35.5亿年。虽然今天这里是一片干燥的世界,但在远古地球上这里确存在较为丰富的微生物,一旦被淹没在浅层海水中,这些微生物很可能会生长旺盛。这项新的研究则由科学家托马索(Tomaso R.R.Bontognali)和他的同事们在斯特雷利池硅质岩岩层中开展的工作。这块区域对天体生物学家而言也具有较大的兴趣,比如这里沉积结构和古代岩层。经过多年的研究,斯特雷利池逐渐透露出关于地球生命起源的微生物信息。

  科学家认为在斯特雷利池形成的叠层石是早期微生物群落存在的直接证据,在岩石中出现片状的沉积物薄层,地质学家将其称为“纹层”,其中富含着大量的有机碳物质。此类叠层石比如在南非发现的独特富含有机质的叶片。研究团队在斯特雷利池中发现了与硫同位素有关的信息。科学家对该地区的探索过程可以为研究地球古代生物圈提供宝贵的深入调查线索,探索地球上的微生物圈与地球的早期环境是如何发生关联的。研究人员认为如果通过在某些特殊的岩质中测量硫同位素,可以将远古微生物的代谢证据联系到化石材料上。

  来自西澳大利亚的研究人员大卫·韦西(David Wacey)认为在该地区岩层黄铁矿中存在的硫同位素与有机物质中的相关元素可以进行比对,由此发现所有的数据都是匹配的,这个证据清楚地显示了在34亿年前的生物体硫代谢过程,以及显示了当时的地球环境中这些微生物显得多么活跃。硫元素对地球上的生命而言显得至关重要,因为在诸如氨基酸和蛋白质中都需要硫元素,前者则是活体细胞必须存在的元素。

  在当今的地球元素循环中,微生物可以帮助硫元素进行全球性的循环,以便生物圈中的其他生物也可以使用到硫元素。对硫代谢的研究也可以帮助天体生物学家更好地了解地球生物圈的演变历史过程。但奇怪的是,在以往的研究中认为早太古时期的地球上,沉积物硫元素的比例较低,限制了该元素的代谢过程,这导致了科学家们认为在古老岩层中硫同位素的代谢与远古微生物活动不存在关系,相反,却认为是其他非生物进程影响了硫同位素的比例。(Everett)

  (来源:腾讯科学)

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