一項令人難以置信的發(fā)現(xiàn)，剛剛向我們揭示了地球生命的可能源頭。

一組地質(zhì)學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)了原核生物和藻類生命的微小殘留物——它們被困在可追溯到 8.3 億年前的巖鹽晶體中。

Microorganisms in fluid inclusions of Browne Formation halite. (Schreder-Gomes et al., Geology, 2022)

石鹽是本質(zhì)上是氯化鈉，也稱巖鹽。這一發(fā)現(xiàn)表明，這種天然礦物可能是研究古代咸水環(huán)境的一種以前未開發(fā)的資源。

此外，被困在其中的生物可能仍然活著。

不僅在地球上，而且在火星等地外環(huán)境中，大型鹽沉積物已被確定為古代大型液態(tài)水儲層的證據(jù)。

這些有機(jī)體看起來不像你想象的那樣。以前的古代微化石被發(fā)現(xiàn)壓在巖層中，例如頁巖，可以追溯到數(shù)十億年前。鹽不能以同樣的方式保存有機(jī)物質(zhì)。

相反，當(dāng)晶體在鹽水環(huán)境中形成時，少量的液體會被困在里面。這些被稱為流體包裹體，它們是巖鹽結(jié)晶的母水殘余物。

這使得它們具有科學(xué)價值，因為它們可以包含有關(guān)礦物形成時的水溫、水化學(xué)甚至大氣溫度的信息。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了生活在最近和現(xiàn)代的巖鹽形成環(huán)境中的微生物。這些環(huán)境非常咸；盡管如此，細(xì)菌、真菌和藻類等微生物都被發(fā)現(xiàn)可在其中繁衍生息。

此外，石膏和巖鹽的流體包裹體中的微生物，大多是現(xiàn)代或近期的，少數(shù)可追溯到遠(yuǎn)古時代。然而，識別這些古老生物的方法，讓人們對它們是否與巖鹽同齡存在疑問。

“因此，地球微生物學(xué)家一直存在一個問題?！庇晌鞲ゼ醽喆髮W(xué)地質(zhì)學(xué)家 Sara Schreder-Gomes 領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊寫道。 “最古老的化學(xué)沉積巖，其中含有的來自沉積環(huán)境的原核和真核微生物能有多古老呢？”

澳大利亞中部現(xiàn)在是沙漠，但曾經(jīng)是一片古老的咸海。 Browne 組 是澳大利亞中部一個特征明確且年代久遠(yuǎn)的地層單元，其歷史可以追溯到新元古代。它包括大量的巖鹽，表明古老的海洋環(huán)境。

使用西澳大利亞地質(zhì)調(diào)查局于 1997 年提取的 Browne 組的巖心樣本，Schreder-Gomes 和她的同事能夠僅使用非侵入性光學(xué)方法對未改變的新元古代巖鹽進(jìn)行分析。這可保證巖鹽完好無損。重要的是，這意味著內(nèi)部的任何東西都必然來自晶體形成時。

他們使用透射光和紫外巖相學(xué)，首先在低放大率下識別石鹽晶體，然后在高達(dá) 2000 倍的放大率下研究其中的流體包裹體。

根據(jù)它們的大小、形狀和紫外熒光，他們在內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了與原核和真核細(xì)胞一致的有機(jī)固體和液體。

熒光的范圍也很有趣。一些樣本顯示出與有機(jī)衰變一致的顏色，而另一些則顯示出與現(xiàn)代生物相同的熒光，研究人員說，這表明存在有機(jī)材料。

研究人員指出，一些生物體甚至有可能還活著。流體包裹體可以作為微型菌落繁衍的微生境。曾經(jīng)從 2.5 億年前的石鹽中提取了活的原核生物；所以為什么8.3億年前就不可能？

研究人員寫道：“尚未完全了解微生物在地質(zhì)時間尺度上的可能存活率。有人認(rèn)為輻射會在很長一段時間內(nèi)破壞有機(jī)物，但 Nicastro 等人(2002 年)發(fā)現(xiàn)埋藏的 2.5 億年前的巖鹽僅暴露于微不足道的輻射量。此外，微生物可能在流體中存活代謝變化引起的內(nèi)含物，包括饑餓存活和囊腫階段，以及與可作為營養(yǎng)來源的有機(jī)化合物或死細(xì)胞共存?！?/p>

研究人員說，這絕對對火星研究有影響，在那里可以發(fā)現(xiàn)與 Browne 組 成分相似的沉積物。他們的研究表明，如何在不破壞或破壞樣本的情況下識別這些生物，這可以為我們提供一套新的識別它們的工具，也可以更好地了解地球自身的歷史。

“光學(xué)檢查應(yīng)被視為對古代巖石生物特征的任何研究的基本步驟。它允許在進(jìn)一步的化學(xué)或生物分析之前了解微生物的地質(zhì)背景……它為此類分析提供了一個目標(biāo)。”