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在古代岩石中,沐鸣注册登录模拟化石可能比真实的化石更常见


当涉及到寻找非常古老的微生物生命化石时——无论是在地球上还是在其他星球上,比如火星——我们的几率并不大。

一项新的研究发现,与恰好模仿其形状的非生物结构相比,真正的微生物生命形式不太可能安全地成为岩石中的化石。研究人员于1月28日在《地质学》杂志在线版上报告称,这一发现表明,地球最早的岩石中可能含有大量的微小赝品——伪装成早期生命化石证据的微小物体。

这项研究的作者、牛津大学的地质微生物学家朱莉·科斯米迪斯(Julie Cosmidis)说,这一发现“至少是个警示”。

在地球上一些最古老的岩石中发现的微小而神秘的结构可以追溯到25亿多年前,这些结构可以提供地球上最早生命的诱人线索。在地球上寻找更古老的生命迹象引发了激烈的争论,部分原因是时间越久远,就越难以解释岩石中微小的曲线、细丝和球体(SN: 1/3/20)。其中一个原因是,随着时间的推移,地球构造板块的运动会挤压和烹煮岩石,使微小的化石发生变形和化学变化,沐鸣平台登陆线路可能让它们无法辨认。

但一个更有害、更有争议的问题是,这些微小的细丝或球体可能根本不是生物起源。越来越多的科学家发现,非生物化学过程可以产生类似的形状,这表明在生物记录中存在“误报”的可能性。

科斯米迪斯说,其中一项发现导致了这项新研究。几年前,她和其他人试图培养细菌,让它们产生硫磺。“我们把硫化物和有机物混合在一起,然后开始形成这些物体,”她说。“我们认为它们是由细菌形成的,因为它们看起来很有生物学意义。但后来我们意识到它们是在实验室试管中形成的,而试管中恰巧没有细菌。”

这使她想知道岩石本身是否发生了这样的过程。因此,沐鸣平台注册登录官网她和其他人决定研究一下,如果他们试图重现燧石的早期形成阶段会发生什么。燧石是地球早期常见的一种致密、富含硅的岩石。“微化石经常在燧石岩层中被发现,”研究合著者克里斯汀·尼姆斯(Christine Nims)说,她是密歇根大学安娜堡分校(University of Michigan in Ann Arbor)的一位地理生物学家。“托管在[chert]中的任何内容都将得到良好的保存。”

燧石是在富含硅的水中形成的;二氧化硅从水中沉淀并聚集,最终硬化成岩石。科斯米迪斯、尼姆斯和他的同事们在凝固燧石的过程中加入了一种叫做硫thrix的含硫细菌,以观察在实际石化过程中会发生什么。在其他燧石样品中,他们添加了含硫的“生物形态”,由微小晶体构成的球体和丝状物,但形状像细菌。

尼姆斯说,首先,二氧化硅纳米颗粒覆盖在细菌和生物形态上。但大约一周后,细菌开始变形,它们的细胞从圆柱形收缩成扁平的、无法辨认的带状,细胞内的硫扩散出去,与细胞外的二氧化硅发生反应,形成新的矿物质。

另一方面,生物形态“具有令人印象深刻的弹性,”她说。尽管它们也在周围的溶液中失去了硫,但它们仍然保留了硅壳。结果,“它们保持了原有的形状,随着时间的推移几乎没有变化。研究小组说,这种持久性表明,在早期岩石记录中发现的神秘结构更有可能是假化石,而不是真正的化石。

没有参与这项新研究的爱丁堡大学天体生物学家肖恩·麦克马洪(Sean McMahon)说,曾经存活过的生物更难保存的想法是有道理的。“这并不完全令人惊讶,”他说。“我们知道,生物质确实倾向于很快分解。”

事实上,科学家们几个世纪以来就知道,某些化学反应可以像“花园”一样“生长”出形状奇特的矿物物体,扭曲成管状或发芽分枝,或以其他方式模仿生命的怪异。麦克马洪说:“人们对此有一种自满,一种误解,认为我们已经知道了所有这些,并且已经得到了处理。”

解决这一难题的策略包括寻找特殊的结构——如丘状叠层石——或潜在化石中的化合物,沐鸣注册登录这些化合物被认为是由生命的存在所独特形成或改变的(SN: 10/17/18)。这些标准是数十年的实地研究的产物,通过实地研究,科学家们积累了大量的化石结构参考数据集,研究人员可以据此比较和评估任何新发现。

“任何我们发现的东西,我们都可以通过这个镜头来观察,”麦克马洪说。但缺少的是一个类似的丰富数据集,来研究在没有生命的情况下,这些结构是如何形成的。他说,这项研究突出表明,“试图在非常古老的岩石中定义识别真实化石的标准还为时过早,因为我们对非生物过程如何模拟真实化石的了解还不够。”

他补充说,随着美国宇航局的“恒心”号漫游者即将登陆火星,开始在古代岩石中寻找生命迹象(SN: 7/28/20),这个问题变得越来越紧迫,风险也越来越大。“古生物学家和火星探索科学家应该非常认真地对待(这项研究)。”