生命的演化史被改写？24 亿年前的微化石揭示复杂生命是如何起源的

本文来自微信公众号：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

地球上的环境曾发生过多次巨变，其中最重要的一次是大氧化事件（Great Oxygenation Event）。这是指在大约 24 亿年前，地球上的氧气浓度突然升高的一段时期，它彻底改变了地球表面的环境和生物圈。大氧化事件是由一种叫做蓝细菌的原核生物引发的，它们通过光合作用产生了大量的氧气，这些氧气逐渐积累在大气和海洋中，形成了氧气的富集层。

这一事件对地球上的生命产生了深远的影响。一方面，氧气的升高引发了一次大规模的生物灭绝，使得许多厌氧生物（主要是古菌）无法适应富含氧气的环境而消亡；另一方面，氧气的升高也为演化出更复杂的生命创造了条件，因为氧化反应可以提供更多的能量，支持更高级的细胞结构和功能。

所以，科学家认为，大氧化事件促进了生命复杂度的飞跃，但这一假说始终缺乏化石记录的支持。而最近，一支国际科学团队在澳大利亚哈默斯利山区的一些岩石中发现了一种微化石（微小古生物化石），首次直接证实了这一假说。

新的微化石可能属于藻类

科学家通过分析微化石的化学组成，确认了其中的碳元素是生物产生的，从而证明了这些是真正的生物化石。他们利用碳同位素进行了年代测定，发现所属的年代正好与发生大氧化事件的时间相吻合。他们还发现，这些微化石有着更大、具更复杂的细胞结构，与大氧化事件之前的微化石有着显著的区别。

科学家最终认定，这些微化石可能属于一种藻类，而非大氧化事件之前存在的更简单的原核生物，如细菌等。藻类和其他所有的植物和动物一样，都是真核生物。也就是说，它们的细胞内都有一个被膜包裹的细胞核，这是一种更高级的生命形式。与之相反的是，原核生物的细胞是没有细胞核的。

所以说，这些微化石是第一个直接证据，将大氧化事件期间环境的变化与生命复杂度的增加联系起来。这一发现已在《地球生物学》（Geobiology）杂志上发表，为了解大氧化事件提供了一个难得的机会，让我们能够更深入地理解这一事件对生命的影响。

真核生物很早就演化出来了？

该研究的通讯作者、美国宾夕法尼亚州立大学的科学家埃丽卡・巴洛（Erica Barlow）在进行本科研究时发现了这些微化石。她表示：“这些微化石与一种叫做轮藻科的现代生物有着惊人的相似性。这暗示着这种微化石可能是一个早期的真核生物化石。”

“这些化石保存得非常好，使得我们能够对它们的形态、组成和复杂度进行综合研究，”该研究的合作者、宾夕法尼亚州立大学的科学家克里斯托弗・豪斯（Christopher House）说，“这些研究结果为我们提供了一个了解数十亿年前生物圈变化的绝佳窗口。”

要确定这些微化石是否真的是由真核生物留下的，还需要更多的研究工作。如果这些科学家的分析是正确的，那么这将使已知最早的真核生物化石记录向前推了近 7.5 亿年。这是一个非常重要的发现，因为它意味着真核生物的出现比我们之前认为的要早得多。

这些微化石的发现对于我们探索地球以外的生命也有着潜在的影响，因为如果地球上的真核生物可以在大约 24 亿年前就演化出来的话，那么我们就有理由相信，在其他的行星或卫星上，也可能存在类似的情况。这意味着，我们在寻找外星生命的时候，不应该只局限于寻找原核生物的迹象，也应该考虑寻找真核生物的迹象。

参考文献：

• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gbi.12576

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