最新研究證實：地球生命起源時間至少提前3億年

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·多德博士後聯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認識提出挑戰，相關成果在《科學進展》上發表。

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岩石，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。對這些岩石進行更全面深入分析後，研究人員新發現了一個更大更復雜的“樹枝”狀結構——近1釐米長的主幹莖和單側生長的平行管狀分枝，及共生的大量橢球體。

據介紹，因目前還沒有發現任何非生物的純化學過程能產生類似結構，這個“樹枝”狀結構最有可能是由古老細菌形成的微生物羣落。同時，研究人員發現樣品中保留了一些被礦化的生物化學反應副產物，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。這意味着生命可能在地球形成後僅三億年就開始出現，從地質學角度來分析，生命的出現非常迅速，時間約等同於太陽繞銀河系旋轉一圈的時間。

“這些發現對外星生命出現的可能性有重要啓示。如果在合適的外界環境條件下，生命可以在地球上很快地出現，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説。

證明這種古老生命存在的主要證據之一來自於樣品的光譜分析，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佈情況。”佘振兵教授説，如果在礦物中發現了碳和磷的化合物，表明這些礦物可能是早期生物經過降解後殘留下來的產物。

這項研究的樣品來自加拿大魁北克省努瓦瓦吉圖克錶殼巖帶（NSB），由多米尼克·帕皮諾2008年在一次野外科考中採集。該地區含有地球上已知的最古老的沉積岩，在海底熱液系統附近，由岩漿加熱產生的富鐵海水通過海底裂隙上升，沉積後形成這些含鐵的岩石。研究人員將岩石切成大約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對樣品內部進行逐層高分辨率成像，並用一台超級計算機進行3D數字重建。通過上述分析，研究人員確認了NSB赤鐵礦絲狀體具有現代鐵代謝微生物的特徵，尤其是與現代海底熱液噴口系統中的鐵細菌很相似。