找到全球最老化石,37 億年前就有生命

作者 | 發布日期 2017 年 03 月 04 日 0:00 | 分類 環境科學 , 自然科學 follow us in feedly

你知道在地球 46 億年的歷史中,最早有生命出現是什麼時候嗎?




37 億年前就有生命存在

根據英國倫敦大學學院研究人員的最新發現,有可能在 37.7 億年前地球上就有生命存在,而證據就在他們找到的微化石(microfossils)裡。研究人員也將他們的發現發表在《自然》期刊上,接受大家的檢視。

觀察「微化石」找線索

研究人員口中的「微化石」存在於古老的加拿大岩石中,管狀的造型寬度比人類的一根頭髮還窄,肉眼根本看不見。研究人員相信這是古微生物留下來的線索,引導人們去探索生命的起源。

我們從哪裡來?

負責分析微化石的研究人員多德(Matthew Dodd)說:「這個發現能回答人類的大哉問:我們從哪來以及我們為什麼在這裡?」

「手上拿著目前已知最古老的生命,而且還能觀察分析它,讓人感到謙虛。」

地球圖輯隊

▲ 圖中紅點處就是研究團隊採集古老岩石的地點,位於加拿大魁北克省境內。

在加拿大北部發現

帶領採樣任務的研究人員帕皮諾(Dominic Papineau)在加拿大魁北克的努夫亞吉圖克(Nuvvuagittuq)綠岩帶發現含有微化石的岩石,他們認為這塊岩石過去曾是海底熱泉裂縫的一部分,而科學家向來認為海底熱泉為早期生物提供足夠的營養和環境。

構造和細菌相似

而這塊過去埋在海底的岩石,因為地球板塊移動的關係,數百萬年後與帕皮諾的採樣團隊相遇,也把地球最古老生命的秘密帶到了地球表面,其中內含的微化石構造和今日在海底熱泉附近發現的細菌相似,這些細菌在專業顯微鏡下呈現長絲狀。

Micro fossil

▲ 採集樣本經過專業顯微鏡放大後發現,赤紅色長絲狀的微化石構造和現今的細菌很像。(Source:Sihanoukville.tv

如何判定微化石是細菌?

不過,為什麼研究人員認為微化石是細菌而非其他生物呢?

根據過去的研究,生活在地球上的早期生物有三大類──古菌、細菌和真核生物(人類屬於此類),真核生物的構造複雜,不可能是研究人員發現的微化石,所以現在微化石不是古菌就是細菌。

年代久遠  無法百分百確定

然而,參與研究的英國里茲大學研究人員里托(Crispin Little)解釋到,古菌的構造是桿形或圓形,明顯和發現的微化石構造不同,所以微化石是細菌的可能性大增。不過由於年代久遠,微化石的構造有可能遭到破壞,所以研究人員也無法百分百確定。

如何確定非礦物?

至於,研究人員如何確定微化石是最早的生命證據,而非礦物呢?

研究人員里托說:「這個問題很難答,但我有九成把握。」他們靠著反證法發現,微化石中的碳 12 和碳 13 比例和無生命的礦石不一樣,這足以證明微化石非一般礦物。

地球圖輯隊配圖

▲ 放射性定年法常用於測量岩石的年紀,圖為放射性定年法會用到的熱電離質譜儀。(Source:By Radiogenic (Own work) [CC0], via Wikimedia Commons

採用放射性定年法

而在探索微化石的年份上,研究人員利用放射性定年法,這個方法用在古老的微化石上有許多不確定性,因此研究只能大略估出微化石的年份,大約介於 37.7 億年和 43 億年之間。

介於 37.7-43 億年間

不過就算微化石只有 37.7 億年,它仍打敗了其他的競爭者,登上能證明全球最早生命起源的寶座。

超越紀錄保持者

在此之前,格陵蘭研究團隊在 2016 年 4 月發現當時最古老含有微生物的疊層石,可以回溯到 37 億年前,這個紀錄已經被英國研究人員發現的微化石所超越。

要再破紀錄很難

針對微化石創下的紀錄是否會再被打破,研究人員里托說:「有可能,但機會很小。」現在要發現比 38 億年還老的岩石非常難,就算找到了這些老岩石,其中有關生命的證據可能早就被破壞而無法辨認。這次研究團隊找到的老岩石很幸運,並沒有受到嚴重的破壞。

地球圖輯隊配圖

▲ 地球上寬闊壯麗的地質美景帶給人們許多想像,地質學家也藉由觀察環境和採樣來了解地球的故事。圖為美國亞利桑那州的帕里亞峽谷(Paria Canyon)。(Source:Flickr/tivolatman CC BY 2.0))

環境資訊不夠

無論如何,面對這個足以震撼全球的重大發現,美國麻省理工學院地球生物學家波沙克(Tanja Bosak)不買帳,她認為研究團隊在《自然》期刊上發現微化石地點的照片不夠,也沒有詳細解釋發現微化石的地質環境。

「這是我們跟所有學生說的第一件事,觀察周遭、報告環境,然後小心地分析環境,」波沙克接著說:「因為如果整體環境不對,那麼接下來你做什麼都沒用。」

質疑微化石年份

此外,波沙克對微化石的年份也有所質疑,畢竟研究團隊使用的放射性定年法在面對這樣一塊古老的岩石上有其侷限。

地球圖輯隊配圖

▲ 要了解地球的歷史,研究人員在提出「非常說法」時需要「非常證據」來佐證。(Source:Flickr/i naina _94 CC BY 2.0)

「非常說法」需要「非常證據」

其他相關領域的研究人員也說,「非常說法」需要「非常證據」來佐證。

美國太空總署(NASA)噴射推進實驗室天文生物學家歐伍德(Abigail Allwood)說,研究團隊在分析微化石上表現很傑出,但要確定微化石就是最早生命的證據提供的數據還不夠。

歐伍德說:「這就是地質學──地質學不管給你什麼東西,你就是去處理它。這些岩石的問題出在當它們變質後,它們當時所處環境和狀態的證據很難找到,更不用說研究群體和所假設的生物體對環境如何反應了。」

(本文由 地球圖輯隊 授權轉載;首圖來源:Nigeria Curator

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