重新定義生命演化的微化石在西澳大利亞出土
科學家在西澳大利亞發現了古老的微化石,為我們了解大氧化事件期間複雜生命的崛起提供了新的視角。這些發現顯示了與藻類的相似之處,可能會重新定義我們對生命演化和宇宙中複雜生命形式潛力的理解。 在西澳大利亞發現的微化石表明,在大氧化事件期間,生命的複雜性發生了重大飛躍,暗示了藻類等複雜生物的早期進化。據一個國際科學家小組稱,西澳大利亞的微化石可能捕捉了生命複雜性的飛躍,當時正值地球大氣和海洋中氧氣含量上升。這項發現發表在《地球生物學》(Geobiology)雜誌上,為人們了解大氧化事件(Great Oxidation Event)提供了一個罕見的窗口。大氧化事件發生在大約24 億年前,當時地球上的氧氣濃度增加,從根本上改變了地球表面。科學家說,這起事件被認為引發了大滅絕,並為更複雜生命的發展打開了大門,但在發現新的微化石之前,化石記錄中幾乎沒有直接證據。將環境變化與複雜生命連結的首個直接證據通訊作者、賓州州立大學地球科學系助理研究教授 Erica Barlow說:”我們所展示的是將大氧化事件期間的環境變化與生命複雜性增加聯繫起來的首個直接證據。這是一個假設,只是化石記錄太少,我們還無法驗證。”科學家說,與現代生物相比,這些微化石更像一種藻類,而不是在大氧化事件之前存在的更簡單的原核生物–例如細菌等生物。藻類與所有其他動植物一樣都屬於真核生物,是細胞核被膜包裹的更複雜的生命。要確定這些微化石是否是真核生物留下的,還需要做更多的工作,但這種可能性將產生重大影響。它將把已知的真核生物微化石記錄推後7.5億年。 研究人員在西澳大利亞的哈默斯利山脈開展工作。資料來源:Erica Barlow 巴洛說:”這些微化石與現代的一個叫做Volvocaceae的家族非常相似。這暗示該化石可能是早期真核生物化石。這是個大問題,需要做更多的工作,但它提出了一個令人興奮的問題,社區可以在此基礎上進行研究和測試。”巴洛在澳洲新南威爾斯大學(University of New South Wales,USNW)進行本科研究時發現了含有化石的岩石,她在新南威爾斯大學攻讀博士學位期間以及在賓州州立大學進行博士後研究期間開展了目前的工作。影響與未來研究賓州州立大學地球科學教授克里斯多福-豪斯(Christopher House)是這項研究的合著者之一。他說:「研究結果為了解數十億年前生物圈的變化提供了一個很好的窗口。記錄似乎揭示了生命的爆發–我們發現的這種化石生命的多樣性和複雜性都在增加。與現代生物相比,微化石與藻類群落有明顯的相似之處,包括群落和單一細胞的形狀、大小和分佈,以及細胞和群落周圍的膜。它們具有顯著的相似性,因此,透過這種比較方式,我們可以說這些化石是相對複雜的。化石記錄中沒有類似的東西,但它們與現代藻類有著驚人的相似之處”。科學家分析了微化石的化學成分和碳同位素組成,確定碳是由生物產生的,證實了這些結構確實是生物化石。他們還發現了微生物的棲息地、繁殖和新陳代謝情況。巴洛將樣本與大氧化事件之前的微化石進行了比較,但沒有發現類似的生物。她說,她發現的微化石體積更大,細胞排列更複雜。對了解地球及地球以外生命的更廣泛影響科學家說,這些發現對早期地球上複雜生命的形成需要多長時間–最早的、無爭議的生命證據距今已有35億年–以及太陽係其他地方的生命搜尋可能揭示的問題都有影響。巴洛說:”我認為,在地球生命史上相對較早的時期發現如此巨大和複雜的化石,會讓你產生這樣的疑問——如果我們真的在其他地方發現了生命,那麼它可能不僅僅是細菌原核生命。也許有可能保存著更複雜的東西–即使仍然是微觀的,也可能是更高級的東西。”