地球上的生命究竟是怎樣起源的?最新研究成果讓我們沒有了答案

网瘾少女 2022/10/30 檢舉 我要評論

科學家對魁北克地區發現的一塊拳頭大小的石頭進行的一項新研究正在改變我們對地球生命起源的認識。

地球是由大約 45 億年前的太陽星云形成的,事實上,整個太陽系也是如此。在我們的歷史進程中,這個日期貌似是被確定的。然而,后來發生的各類事件仍然導致這一科學主題被反復爭論。

一些研究表明,地殼僅用了 1 億年就凝固了。此后不久,海洋出現在地球表面。如果這些理論是正確的,它們將意味著生命誕生的必要條件可能在地球上很快形成。

有生命的物質是什麼時候出現在地球上的?

「直到 1950 年,人們還認為生命的歷史不超過 6 億年,」——比爾·布賴森在《幾乎所有事物的簡史》中寫道。「到 1970 年,一些大膽的人推測它可能有 25 億年的歷史。現在公認的 38.5 億年這個數字意味著生命的早期驚人地開始了。

難道這個數字肯定是正確的嗎?

世界上最古老的巖石

魁北克的 Nuvvuagittuq 地殼上帶 (NSB) 巖層位于加拿大魁北克省的北部。它曾經是海底的一部分。世界各地的地質學家都知道它,因為它包含一些地球上發現的最古老的巖石。

2008 年,倫敦大學學院 (UCL)的地球化學家多米尼克·帕皮諾 (Dominic Papineau) 在那里發現了一塊巖石。那是一塊拳頭大小的石頭。他對其進行了細致的測試,結果表明它的年齡在3.75 到 42.8億年之間。

石頭具有多孔結構,其中可以看到許多纖維和結。2017 年,科學家假設這是細菌的結果。這項工作受到了批評——其他研究人員指出,該發現的描述結構也可能來自無機物。

最早的細菌是什麼時候形成的?

然而,帕皮諾博士并沒有放棄,他和他的團隊對這塊巖石進行了進一步的研究。他們的研究結果發表在科學雜志《科學進展》上。

研究人員先將樣品切成 100 微米厚的碎片,借助拉曼光譜的激光顯微鏡,這是一種研究技術,可以確定所研究樣品的化學成分。他們還借助處理了數千幅圖像的超級計算機以數字方式重建了其內部結構。

研究取得了顯著成果。在樣本中發現了一個特征形狀——莖」,兩側有平行的「分支」。根據研究人員的說法,它一定是生物起源的,因為這樣的東西永遠不會僅通過化學反應形成。

地球上什麼時候出現生命?

「我們的研究強烈表明,在 3.75 到 42.8 億年前,地球上已經存在許多不同類型的細菌」,帕皮諾評論道。

「這意味著生命可能早在其形成后的 3 億年就出現在我們的星球上」,他補充道。也就是說,早在42億年前!這一發現對于尋找外星生命很重要。

「在適當的條件下,生命可以很快出現」,帕皮諾指出。

科學家們還提供了第一批細菌如何進食的證據。在巖石中發現的化學物質表明,它們使用了一種不產生氧氣的光合作用,而是使用鐵、硫,也許還有二氧化碳。

生命起源的故事

碳、氮和硫是如何在地球上存在的仍然是一個謎,這些是生命起源所需的元素。一種理論是地球「吞噬」了另一顆行星,因此在其上出現了生命。44億年前,一顆火星大小的天體撞擊了地球。

另一種理論是,這顆小行星可能是地球上的生命之源。具體來說,它是關于所謂的 S 級小行星,其中包括富含硅的物體。一個例子是日本隼鳥號探測器探測到的小行星糸川。原來,小行星表面有水和有機物,它的組成部分可能是地球上生命的先驅。

生命起源研究

查爾斯·達爾文已經預言了從無生命的物質中形成簡單有機體的可能性。

在地球目前的物理條件下,蛋白質及其復雜聚合物在生物體外的形成是不可想象的。然而,它可能發生在早期,甚至在生物起源之前。在一些溫暖的角落里,充滿了各種銨鹽和磷酸鹽,可以獲得光、熱、電……」——他寫道。

斯坦利·米勒 和 哈羅德·尤里 等人進行了關于生命起源的實驗。這是對早期地球大氣和海洋中可能普遍存在的條件的模擬。然后在甲烷、氨、氫氣和水的混合物中發生放電。1953 年,斯坦利·米勒在生成的化合物中發現了氨基酸,即蛋白質的基本組成部分。那麼你認為地球上的生命起源于哪里呢?

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