你知道地球上还活着的最古老生命有多老吗?20亿年,是的,你没有听错!在一块20亿年前的岩石中,科学家们发现了竟然还活着的微生物。这项研究已发表在10月2日的《微生物生态学》杂志上。
这块岩石来自南非布什维尔德火成岩复合体,形成于地球早期的庞大岩浆区域。通过国际大陆科学钻探计划,科学家们从地下15米的深度钻取了一段岩石样本。在样本的脉状裂缝中,研究人员发现了微生物细胞,这些微生物被紧紧包裹在粘土矿物之中,与外界隔绝,远离地表的污染。
尽管生命活动极其缓慢,这些被囚禁了20亿年的微生物依然展现出顽强的生命力。东京大学的研究人员通过先进的电子、荧光显微技术和红外光谱技术,检测了它们的DNA和蛋白质,证实它们一直在岩石中生活而非外界污染所致。
岩石中没有阳光,没有丰富的营养物质,温度低且环境一成不变,生存条件极其恶劣,这些顽强的生命是如何在这种困境中生存下来的呢?
一、极其缓慢的代谢率
这些微生物的代谢速率极其缓慢,进化发生在地质时间尺度上,“生活节奏”慢到难以置信。换句话说,它们的时间几乎是凝固的,就像你动一下手指就需要几十万年的时间。这意味着它们不需要大量能量就能维持生命活动。相比地表的生命,这些微生物的生命周期可能长达成千上万年甚至更久。
二、粘土矿物提供能量
微生物生活在充满粘土矿物的裂缝中。虽然这里的能量来源非常稀缺,但粘土矿物形成过程中释放的化学能,为微生物提供了必需的能量。科学家们推测,这些微生物通过代谢岩石中的无机物质,获得了极其微量的能量,从而得以生存下来。
三、稳定的环境
地表上环境变化剧烈,而地下深处的岩石长期以来保持稳定。这种稳定性反而为微生物提供了一个非常适合长期生存的世外桃源。火成岩的坚固结构阻挡了外界的干扰,确保这些微生物可以安静地生活,免受地质或气候变化的影响。
这个发现不仅仅是科学界的一次突破,还带来了我们对生命起源的思考。这些微生物可能代表了地球上最古老、进化最慢的生命形式之一,了解它们如何在极端环境中生存,或许可以帮助我们更好地理解地球早期生命的进化过程。
另外,这项研究还有助于我们寻找外星生命。如果这些微生物能够在地球如此极端的环境中生存,类似的生命形式也有可能,存在于其他星球的地下,特别是火星等拥有类似岩石结构和极端环境的星球。研究人员正计划进一步分析这些微生物的基因组,探究它们如何在如此长的时间内能够维持生命活动。
20亿年前的岩石中,竟然隐藏着我们这个星球最古老的生命线索。这些微生物的存在提醒我们,生命的顽强远远超乎我们的想象。尽管它们的生命活动极为缓慢甚至几乎停止,它们依然在漫长的地质时间尺度上演绎着生命的精彩。
在未来的科学探索中,这些微小的生命体或将带领我们走向更为宏大的发现——关于生命本质、起源,乃至它们在宇宙中的无限可能。
参考文献:
Suzuki, Y., Webb, S.J., Kouduka, M. et al. Subsurface Microbial Colonization at Mineral-Filled Veins in 2-Billion-Year-Old Mafic Rock from the Bushveld Igneous Complex, South Africa. Microb Ecol 87, 116 (2024). https://doi.org/10.1007/s00248-024-02434-8