寻找地球最早生命形式的迹象,并不完全像寻找恐龙骨骼那样,像恐龙这样有魅力的生物只不过是我们星球故事的一小部分。地球上最古老的物种是微小的,发现它们,并确认它们的身份,是一项复杂的任务,这项任务通常不仅依赖于那些微小遗骸,而且还依赖于化学反应和感知这些微生物如何改变自身的环境。

时间之沙中的信号

找出地球最早生命的证据不仅仅是大海捞针的问题,整个星球都是隐喻中的大海,而针头不过是微小的细胞或微弱的化学痕迹。即使科学家们能够确定可能的候选对象,但也很难确定什么是古代生命的标志,而不是一个简单的古老地质现象。

西澳大利亚Thetis湖叠层石

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以极古老的叠层石为例,由蓝藻形成的层状水下土丘。细菌建造这些土丘已有数十亿年的历史,在犹他州的大盐湖等地,它们还在继续建造。2016年,来自澳大利亚的一个研究小组提出,他们发现了约37亿年前叠层石形成的证据,这使叠层石成为一些已知最早生物的遗迹。毕竟,地球本身只有大约45亿年的历史。

但其他专家并不相信,并且认为这些化石只保存了叠层石结构,而没有保存创造它们的生物,这些岩石只不过是由其它地质作用形成的。然而,去年发表的一项研究提出了更有力的证据,表明在澳大利亚不同地点发现的约35亿年前的叠层石确实记录并包含了地球上一些最古老微生物的证据。

霍伊特石灰岩中的叠层石(寒武纪)

一般来说,寻找早期生命迹象(专家称之为生物信号)通常集中在四种不同的证据上。第一类证据相对较大,肉眼可见,如叠层石。其它证据很难找到,包括化石的化学痕迹,降解的生物化合物,以及微生物本身的化石。分析这些线索并不是一件易事,在没有矿化部分的情况下,很难将其石化。此外,一些非生物过程和现象可以模拟微生物生命的形态和化学特征。

西澳大利亚Strelley Pool 的叠层石

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当然,发现其中不止一个证据显然会加强论点的说服力。但是因为要分辨出什么是早期生活的真正标志,并不总是容易的。有时岩石或其他非生物特征中的褶皱看起来像叠层石,看起来像一组小细胞的东西可能是某种沉积结构。自从地球上第一个生命诞生以来,数十亿年已经过去了。含有早期生命迹象的岩石已经变形,并因热、应力和热液蚀变而变质,然后经受了数十亿年的风化过程,例如侵蚀,而且没有太多暴露出来的东西。

探索仍在继续

目前,地球生命的开始日期还很模糊。没有一个特定的地点被百分百认为是地球上存在最早的生命迹象。澳大利亚最古老、争议最少的遗址之一是有34亿年历史的Strelley Pool地层,研究人员发现了叠层石、微生物、指示生命的化学特征等等。约合38亿年前的格陵兰岛遗址可能含有更古老的生命痕迹,但这一点非常具有争议性,因为那里的岩石已经穿过地质环带,更难以解释。

不同的研究小组对地球上最古老的生命迹象都有自己喜欢的候选对象,他们有一个非正式的种族来寻找最古老的生命迹象。但是,之所以缺乏共识的很大一部分原因是缺乏明确的生命迹象。

澳大利亚的斯特雷利地层

研究人员提出的最早的生命迹象,取决于我们对地球上生物和非生物现象的了解,以及这些现象如何导致类似的结果,这些结果可能难以区分。 一个遗址可能包含看起来像化石的碳质微结构,但也可能包含与生命不符的化学信号,反之亦然。此外,还需要其他证据来确定生命是否存在迹象。

来自不同背景的研究人员不断回到地球古老岩石的碎片上继续寻找。这不仅仅是为了化石本身,而是人类的起源。确定早期生命的时间和性质告诉我们来自何方,以及地球历史上大部分时间里生命的细节。这样的线索告诉我们,当我们在其他行星寻找生命时,应该寻找什么。几十年来,为了地球上的证据和解释而进行的斗争,随着“毅力号”火星探测的即将升空,使我们有希望开始寻找其他地方潜在的生命迹象。