科学家在20亿年前岩石发现活微生物,可能揭露生命起源之谜
东京大学研究小组在新一期《微生物生态学》中表示,他们成功从南非20亿年前的地质层中收集到可能仍存活的微生物。如果得到证实,这一发现将为地球生命的起源和进化提供更多线索。
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这一发现被认为有价值有两个原因。
首先是时间段,目前发现的最古老的微生物大约是1亿年前的;其次是,如果这种微生物在20亿年内没有进化,那么它很可能保留了地球上最早发展的一些生物的特征。
来自南非的20亿年前的火成岩
在资助地质勘探的非盈利组织国际大陆科学钻探计划的帮助下,由东京大学副教授、地质微生物学家铃木洋平代理研究小组在南非东北部布什维尔德火成岩区进行科学钻探。
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这里是世界上铬、铂等稀有金属最丰富的产地之一,拥有全球约70%的铂金矿。布什维尔德火成岩区由岩浆在地表以下缓慢冷却而形成,其覆盖面积约为66000平方公里,厚度可达9公里。
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该国际团队计划在一年内钻探至2.5公里深处,以弄清其形成和结构。截至6月底,该团队已钻探至500米深处。
他们在地下约15米处获取了30厘米长的岩芯样本,这个样本的任何缝隙都被粘土堵塞,使微生物无法离开或其他东西无法进入。
惊人的发现
铃木的团队带回了一些岩石样本带回日本。
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研究人员将岩石切成薄片进行分析,研究团队居然在样本中发现了大量微生物,进一步的分析发现,这些微生物的细胞中含有只有生物才能产生的DNA和蛋白质,研究团队认为,这证明这些微生物仍然活着!
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通过对微生物细胞的DNA进行染色,并使用红外光谱法观察微生物和周围黏土中的蛋白质,研究人员可以确认这些微生物既活着又没有受到污染,它们是古老岩芯样本中特有的,而不是在取回和研究过程中受到污染造成的。
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研究团队表示,进行钻探的地层自形成以来就一直很稳定,早在 20 亿年前的原始微生物就很可能就是因此在岩石中存活下来。
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铃木表示,这些微生物可能与任何其他已知生物完全不同。因此,这一发现可能颠覆所有现有的生物学知识。他希望这些古老的微生物能为解开生命起源之谜提供一把钥匙,这可一直是科学界的最大谜团之一!
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目前,最古老的生命痕迹被认为来自 27 亿年前,而科学家们对于这之前发生的事情存在分歧。这些“活的”微生物将使分析DNA和基因组成为可能,如果最近发现的微生物在20亿年内几乎没有进化,那么很有可能它们就带有地球上最早出现的生物的特征。
意义重大
藤岛浩介是东京工业大学的副教授,专门研究生命起源和进化。他说,他从未听说过被困住的活微生物,尽管有很多20亿年前的岩石和矿物。他认为,需要分析基因组才能确认年代,但他指出,同时遗传信息也会被揭示,并会阐明发生了何种进化。
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藤岛表达了希望,他说:“这项研究不仅可以接近地球生命的起源和进化,还可以帮助人们在其他星球的岩石中发现微生物,比如火星。”