管状化石被认为代表早期微生物。 ©Matthew Dodd.

我们如何发现世界’s oldest fossils

在加拿大的岩石中发现的铁的微小管和长丝旨在成为超过37亿多年前微生物的遗体。

3770米年前,地球看起来很不同。没有植物,没有动物,天空不是蓝色的。表面将类似于裸岩石荒地。

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然而,这是我们这次我们 认为第一个生命出现了,在海底的热裂缝中深深地称为水热通风口。在这里,热流体通过海底的岩石循环,将铁和其他元素从岩石中带出来,进入周围的水中。这些环境中的化学品和能量使它们看起来像生命开始的完美位置。

为了测试这个理论,我的同事和我在加拿大东北部门读了一群古老的岩石,称为Nuvvuagittuq皮带,日期为4,280米和3770米。在此皮带中保存是在类似于今天的水热通风口的设置中形成的铁形成。在它中,我们发现了我们认为比300米年龄较长的微生物 以前最古老的已知微酮 来自西澳大利亚州的岩石日期为3500亿岁。这使得这些最古老的已知的化石以及可能是地球上生命的最古老的已知证据。

从水热通风口造成的岩石沉淀在海底©Dominic Papineau
从水热通风口造成的岩石沉淀在海底©Dominic Papineau

要揭开化石,我们将切片的岩石切片如此薄,你可以看到它们,并用显微镜研究它们。在这样做时,我们发现了微观的长丝和铁管,范围为5-10微米的直径,小于人毛宽度,长达半长的半毫米。我们看到的管和细丝是非常详细的特征,与年轻岩石中的微生物化石和现代微生物分享了显着的相似之处。

这些古老的长丝的特征,如它们对铁丛的附着,类似于现代微生物中发现的那些,它使用这些团块将自己坚持岩石。 这些铁氧化微生物 陷阱铁从水下通风口出来,它们在反应中使用以释放化学能。然后,它们使用这种能量将二氧化碳从周围水转移到有机物质中,使它们允许它们生长。

长丝Microfossils©Matthew Dodd
长丝Microfossils©Matthew Dodd

我们是如何知道他们是化石的?

当我们发现化石结构时,我们知道他们是非常有趣和对Microfossils的候选人。但是,我们需要证明这是他们真正的,而且他们不是非生物学现象。因此,我们评估了可以形成管和长丝的所有可能的情景,包括铁富含凝胶的化学梯度和岩石的变质伸展。没有拟合我们所做的观察的机制。

然后,我们在岩石中寻找化学痕迹,这可能被微生物留下。我们发现有机物质以暗示它由微生物形成的方式保存为石墨。我们还发现了关键的矿物质 通常生产 通过沉积物中的生物材料衰减,如碳酸盐和磷灰石(含有磷)。这些矿物也发生在颗粒结构中 通常是一种形式 在腐朽的生物周围的沉积物中,有时保留它们内的微泡泡结构。所有这些独立的观察结果都为微观结构的生物来源提供了强有力的证据。

附属于一丛铁块的细丝©matthew dodd
附属于一丛铁块的细丝©matthew dodd

这种证据在一起非常清楚地展示了3,770米至4280亿历史的岩石中强烈的生物存在,推动了最早已知的微泡沫的日期 300米 。为了将时间刻录到角度,如果我们从今天开始乘坐300米,恐龙甚至不陷入困境。

我们发现这些生活中的这些生活在地球历史早期的水热通风口沉积物中支持长期以来 理论是生命的 在这些类型的环境中。我们发现这些古老的微生物的环境及其与年轻化石和现代细菌的相似性,表明他们的铁基代代谢是最初的终身持续自身的态度。

石英晶体与纳米镜夹杂物,可能已经由有机物质形成©Matthew Dodd
石英晶体与纳米镜夹杂物,可能已经由有机物质形成©Matthew Dodd
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这也值得记住,这次发现显示我们的生命设法在地球上举行并在地球上迅速发展 火星有液态水 在它的表面上。这使我们令人兴奋的可能性,如果火星表面和地球上的条件相似,生活也应该已经开始 火星 3,770米年前。否则地球可能只是一个特殊的例外。

马修道德 , 博士生, UCL.

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