新的证据表明地球上的生命开始的时间比我们想象的要早得多
地球上生命的出现是科学界热议的话题。世界化学究竟何时催生了生物?一项新研究发表在《自然》杂志上美国国家科学院院刊,提供了令人信服的证据,证明生命始于 41 亿年前,比之前认为的早了 3 亿年。
由加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 领导的研究小组对西澳大利亚的 79 颗锆石晶体进行了研究,发现只有一个其中含有一种意想不到的物质。锆石是地球上最古老的物质之一,在某些岩浆冷却时形成矿物。由于它们非常耐用,具有很强的抗腐蚀或温度变化能力,它们可以充当时间胶囊,保存结晶时的环境。
这颗 41 亿年前的锆石含有石墨,这是碳的一种形式——地球上所有生命的基础元素。研究人员在对其进行化学分析时,惊讶地发现它富含碳-12,这是一种与生命有关的较轻的碳。
到目前为止,科学界的共识是,生命只能在后期重轰炸(LHB),在远古时期,地球经历了一系列长时间的撞击。当时的地球火山活跃,位于小行星射击场的尽头,人们认为太过敌视那时,地球上的化学成分才能够转化为遗传物质,比如 DNA,而 DNA 在某个时间点能够进行足够多的复制,从而形成生命,这一过程被称为无生源论。
到目前为止,地球上的生命被认为是在大约 38 亿至 35 亿年前开始的。虽然可能有一些更早的化学特征,但第一个化石证据来自一些严重变形的格陵兰岛有 37 亿年历史的岩石,还显示出石墨中存在轻碳-12元素的痕迹。排除了这种碳不是由地质过程形成的可能,研究人员认为这是地球上第一个保存下来的生命证据。无论如何,至少35至30亿年前有大量化石或化学证据表明,简单细胞(其中一些使用原始形式的光合作用)存在。
研究人员对这一新发现充满信心,它表明生命是在 LHB 之后立即开始的,距离地球本身在我们年轻的太阳系的火焰中形成仅仅 4.5 亿年。
“二十年前,这会被视为异端邪说;[当时]发现 38 亿年前的生命证据令人震惊,”这项研究的合著者、加州大学洛杉矶分校地球化学教授马克·哈里森在一篇陈述。“地球上的生命可能几乎是瞬间开始的。只要有合适的成分,生命似乎就能很快形成。”
除某些病毒外,地球上所有生命的 DNA 都相同四个基地——构成我们 DNA 链的化学构件。这一普遍特征强烈表明,首次合成 DNA 的事件仅发生过一次,或者任何其他合成尝试都已终止。如果生命始于 41 亿年前,这意味着 DNA 本身甚至更早开始复制,也许是在 LHB 的末端。
地球上的所有生命都始于这一罕见的合成事件,可追溯到世界起源之初。达尔文一定很喜欢这个。