化石同位素揭示了35亿年前生命的多样性

一项对地球上最古老化石的研究表明，大约35亿年前，生命就已经多样化了。对来自澳大利亚的微生物化石的稳定碳同位素的分析表明，一些微生物利用硫化氢进行了一种原始形式的光合作用，同时也存在产生甲烷和消耗甲烷的微生物。

资深作者说:“尽管它们看起来很原始，明显是早期进化的，但它们都有复杂的细胞。威廉·肖夫加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)教授。“当生命刚开始的时候，它一定有更简单的细胞，而不那么复杂的化学物质，所以生命的起源肯定发生得更早，可能在40亿年前。”

Schopf及其同事利用二次离子质谱法(SIMS)测量碳同位素，分析了来自5个微化石类群的11个标本。

“测量的比率¹²C和¹³化石中的C可以告诉你它们是如何生活的，以及它们在生命之树中的位置，”Schopf说。的比例¹²C变重¹³C的变化取决于不同生物体内的代谢过程。SIMS产生一个称为delta的度量¹³C，单位为千分之一(‰)，其中负值越大，表示的比率越高¹³C.在一个标准的三角洲¹³C尺度，石灰岩值在0‰左右，光合细菌值在-25 ~ -30‰之间，甲烷生产者值在-35‰左右，甲烷消费者值在-40‰左右。

Schopf研究了两种34.6亿年前的微生物化石:一种是多细胞的，形状像长管，另一种是单细胞的球形微生物。它们是在澳大利亚西部皮尔巴拉克拉通富含石英的细粒岩石中发现的，皮尔巴拉克拉通是地球上仅有的两个拥有可追溯到太古宙的原始地壳的地方之一。

Schopf解释说:“这些生物都不会使用或产生氧气。”产生甲烷的微生物会从它们的环境中添加氢气到二氧化碳中，释放出甲烷气体，反过来，甲烷气体会被共存的甲烷消费者所使用。光合作用的原始形式依赖于从硫化氢中分离氢气，并将其放入大气中的二氧化碳中以制造糖。

澳大利亚新南威尔士大学的天体生物学家马尔科姆·沃尔特(Malcolm Walter)评论说:“这些发现与那个时代的地球缺乏游离氧的假设是一致的。”他称这篇论文是“早期生命史上的一个重要基准”。

“很高兴看到新化学技术的应用，试图更好地了解(化石的)起源和历史，”他说艾莉森·奥尔科特·马歇尔他是堪萨斯大学的地球化学家。她补充说，对于这些微化石的确切性质，科学界存在一些争论。她还警告说，不要仅凭一项研究就得出生命起源的全面结论。她说:“SIMS产生的错误如此之大，以至于我担心无法在一到四次测量的基础上做出可靠的微生物分类。”

更正:J. William Schopf的隶属关系已于2017年12月22日更正。