@ 2012.09.05 , 20:08

澳大利亚 Strelley Pool 岩石最新研究进一步证实地球在35亿年前出现生命

地球上的生命是在什么时候出现的呢?地球形成于45亿年前,但最初并不适合生命生存。有明确的证据表明27亿年前有些复杂的生物群落通过生物膜形成沉积物,生活在海边的叠层岩中。在2006年就有相关论文就澳大利亚 Strelley Pool 的岩石论述证明这种复杂的生物群落在35亿年前就出现了。

现在,一个有关 Strelley Pool 岩石的最新研究提供的证据证明这些沉淀物是由于某些生物活性形成的,因为岩石里有机物硫的同位素和我们所知道的生命起源时的硫物质具有明显的相似性。经化学鉴定这些硫原子的区别仅在相对分子量。在快速和能量敏感的胞内反应中,这种轻微的差别使质量较小的硫原子更容易并入生物分子中。久而久之,尽管是微小的不同也将导致与非生物物质里在硫元素同位素比上的巨大差异。

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硫有四种同位素,32S是最常见的。尽管34S的量都很大,但是在生物有机体里32S存在更大的不同,这是因为生物体内的代谢运行机制是将氢原子与硫原子结合(形成具有臭鸡蛋气味的硫化氢),也就是说,生物体倾向选择轻一点的32S,这也就是为什么环境中硫酸盐超过70%的34S最终被细菌用于产生硫化氢。

但是也有些自然过程并不遵循以上过程,这意味着简单地对从岩石提取的各种硫元素进行含量测定不能说明该岩石中存在生命。但是生物沉积物有个典型的不同是:有些片层就是被简单的外界环境物质包裹,但另一些是被大量的生物分子包裹的,同时分子内部存在一个不平衡的同位素比,所以我们要做的就是在不同的岩石片层里寻找这种标志性差异。

这也正是前面提到论文的作者所做的事情,他从岩石上取下薄层切片,并用离子束扫描分析表面的硫元素。得到的结果就是相隔不过微米的不同片层样品中34S的含量。结果发现含量差异在50%左右,且这些差异均与岩石中的有机质的内含物有关系。含量分析显示它与析出的铁硫化合物具有相同的硫元素含量比。另外,33S的含量信息也与我们所知道的太古代时代的化合物类似,这也证明片层内的硫元素是来自外界环境的。

但正如作者所说,该实验不能确切的说明这些片层沉积物均来自生物膜,而只是这从某一方面证明了它是生物膜,并且这说明在早期使用的一些的代谢方式今天仍适用。让人很是印象深刻的是:上述证据显示这些复杂的生物群落生活在35亿年前,而后期重轰炸期就发生在38亿年前。另外,将地球上有机体出现的时间与多细胞生物出现的时间相比较,说明它们用了20亿年才实现了这个跨越。本文译自 arstechnica,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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