3,770m 年前、地球は非常に異なって見えました。植物も動物もなく、空は青くありませんでした。表面はむき出しの岩だらけの荒れ地に似ていたでしょう.
しかし、熱水噴出孔として知られる海底の熱い割れ目周辺の深海で、最初の生命が出現したと考えられるのはこの頃でした。ここでは、高温の流体が海底の岩の間を循環し、鉄やその他の元素を岩から周囲の水に運びます。これらの環境の化学物質とエネルギーは、生命が始まるのに最適な場所のように見えます.
この理論を検証するために、私の同僚と私は、カナダ北東部にあるNuvvuagittuqベルトと呼ばれる古代の岩石群を研究しました.4,280mから3,770mの間であるとされています.このベルト内に保存されているのは、今日の熱水噴出孔に類似した設定で形成された鉄層です。その中には、オーストラリア西部の岩石から発見された約 3,500 メートルの年代の最古の微化石よりも 3 億年古いと思われる微化石が見つかりました。そのため、これらは知られている最古の化石であり、おそらく地球上の生命の最古の既知の証拠です。
化石を発見するために、岩石を透けて見えるほど薄くスライスし、顕微鏡で調べます。そうすることで、直径が5〜10ミクロン、幅が人間の髪の毛の半分未満、長さが最大0.5ミリメートルの微細なフィラメントと鉄のチューブを発見しました。私たちが見たチューブとフィラメントは非常に詳細な特徴であり、若い岩石の微生物の化石や現代の微生物と驚くべき類似性を共有していました.
鉄の塊への付着など、これらの古代のフィラメントの特徴は、これらの塊を使用して岩に自分自身を保持する現代の微生物に見られるものと似ています。これらの鉄酸化微生物は、化学エネルギーを放出する反応で使用する、水中の通気口から出てくる鉄を捕捉します。次に、このエネルギーを使用して周囲の水から二酸化炭素を有機物に変え、成長を可能にします.
なぜ化石だとわかったのですか?
化石構造を発見したとき、それらが非常に興味深く有望な微化石の候補であることがわかりました。しかし、これが実際の現象であり、非生物学的な現象ではないことを証明する必要がありました。そのため、鉄に富むゲルの化学的勾配や岩石の変成的な伸びなど、チューブとフィラメントを形成した可能性のあるすべてのシナリオを評価しました。私たちが行った観察に適合するメカニズムはありませんでした.
次に、微生物が残した可能性のある岩石の化学的痕跡を探しました。グラファイトとして保存されていた有機物が、微生物によって形成されたことを示唆する方法で発見されました。また、炭酸塩やアパタイト（リンを含む）など、堆積物中の生体物質の崩壊によって一般的に生成される重要なミネラルも発見しました。これらの鉱物は、腐敗しつつある生物の周囲の堆積物に一般的に形成される顆粒構造にも存在し、その中に微化石構造を保存することもあります。これらの独立した観察結果のすべてが、微細構造の生物学的起源の強力な証拠を提供しました。
合わせて、これらの証拠は、3,770m から 4,280m 年前の岩石に強力な生物学的存在が非常に明確に示されており、知られている最古の微化石の年代を 3 億年遅らせています。そのタイムスケールを大局的に見ると、今日から 3 億年も前にさかのぼると、恐竜はまだ存在すらしていなかったでしょう。
地球の歴史の非常に早い時期から熱水噴出孔の堆積物でこれらの生命体を発見したという事実は、生命がこれらのタイプの環境で発生したという長年の理論を支持しています。これらの古代の微化石が発見された環境と、化石化した若いバクテリアや現代のバクテリアとの類似性は、それらの鉄ベースの代謝が地球上で生命を維持する最初の方法の 1 つであったことを示唆しています。
この発見は、火星の表面に液体の水があった時代に、生命が地球上で定着し、急速に進化したことを示していることも覚えておく価値があります。これは、火星の表面と地球の条件が似ていた場合、火星でも3,770m年以上前に生命が始まったはずであるというエキサイティングな可能性を残しています.そうでなければ、地球は特別な例外だったのかもしれません.
Matthew Dodd、博士号候補、UCL
この記事はもともと The Conversation に掲載されたものです。元の記事を読む
