地球上最初的生命是什么？38亿年前最古老岩石中找到答案

王兴

来源：新浪科技

2017年03月14日



新浪科技讯 北京时间3月14日消息，据国外媒体报道，科学家在地球最古老的岩石中找到了最早的生命证据。地球历史大约有45亿年，而存留到今天的最古老岩石大约可以追溯到40亿年前。在岩石记录出现后不久，生命似乎就开始留下存在的痕迹。

　　在2013年发表于《天体生物学》（Astrobiology）的一项研究中，科学家描述了在澳大利亚发现的纤维状化石痕迹，指出这可能是出现在大约35亿年前的微生物席，能从阳光中获取能量。另一项研究中，科学家在格陵兰岛发现了一组可以追溯到约37亿年前的岩石，内部含有可能是叠层石——由蓝细菌等微生物黏结堆砌而成——的结构。

　　一些科学家宣称，在采自格陵兰Akilia岛的岩石中发现了生命的证据，这些岩石的年龄约38亿年。1996年，研究者在《自然》（Nature）杂志上首次报道称，这些岩石的同位素分析显示了某些神秘微生物的代谢活动。自此之后，科学界对这些关于最初生命的发现展开了热烈争论。

　　2016年2月，在搜寻地外文明计划协会（SETI）的演讲中，加州大学洛杉矶分校的地球化学家伊丽莎白·贝尔（Elizabeth Bell）指出，最初生命出现的证据与最初的岩石记录很接近，由此引出一个问题：这是时间上的巧合，还是因为最初生命的痕迹已经与最古老的岩石一起消失了？

　　岩石记录出现之前的时期被称为冥古宙（Hadean）。这是一段非常极端的时期，大量小行星和彗星轰击着地球。伊丽莎白·贝尔和她的同事们宣称，他们可能找到了这一时期存在生命的证据。2015年，该研究团队报道称在41亿年前的锆石晶体中发现了石墨。，而石墨中的同位素比例显示其可能源自生物。相关的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。

　　“外界有一些怀疑，这是肯定的，”伊丽莎白·贝尔说道。小行星或化学反应也可能会导致奇怪的碳元素比例，因此同位素结果并不能证明生命确实存在。在2015年的论文发表之后，研究团队又发现了更多罕见的含碳物质，他们希望尽快做进一步分析。

　　从冥古宙开始，地球上可能就有了液态水的存在，当时也可能已经出现了由花岗岩组成的类似大陆的地壳——这一点还存在争议。伊丽莎白·贝尔补充道，当时如果有生命出现，也应该是一种原核生物（单细胞的生物体，没有膜包裹的细胞核或细胞器）。如果当时地球上已经有了大陆性地壳，磷等矿物质就可能成为原核生物的营养来源。

　　在另一项不同角度的研究中，科学家指出，海底热液口可能才是最初生命的孕育场所。在发表于2016年7月的《自然-微生物学》（Nature Microbiology）的论文中，研究者对原核生物进行了分析，寻找所有这些生物共同的基因和蛋白质，试图找出地球生物最原始的共同祖先——最后共同祖先（又称最近普适共同祖先，Last Universal Common Ancestor，LUCA）。

　　研究团队发现所有的古菌和细菌支系分享着355个蛋白质。基于这些蛋白质，研究者构建了一个最后共同祖先的基因组，并指出它生活在一个厌氧、热液的环境中。如果情况确实如此，那地球最初的生命（或者至少是最早留下后代的生命）可能就与今天深海热液口附近的微生物群落类似。