地球近40亿年前生命痕迹

导语：浩瀚的宇宙，生命就是个奇迹!物种繁多的地球生命起源于何时呢?网曝地球近40亿年前生命痕迹怎么回事呢?据悉，在加拿大东部近40亿年前的堆积岩中发现了生命痕迹，这将最古老生命的纪录往前推了1亿多年。之前科学界通常认为地球诞生于约46亿年前，此前发现的最早生命痕迹是在格陵兰岛，约有38亿年历史。新发现让地球生命的历史推前了约1.5亿年。但是也有一些科研人员表示，还需要更多证据才能让新发现更有说服力。

地球近40亿年前生命痕迹

东京9月28日消息，日本东京大学一个研究小组最新报告说，在加拿大东部近40亿年前的堆积岩中发现了生命痕迹，这将最古老生命的纪录往前推了1亿多年。

日本东京大学等机构研究人员在新一期英国《自然》杂志上报告说，在加拿大东部拉布拉多半岛采集的约39.5亿年前的堆积岩中发现了特殊的碳粒子。研究小组认为，这些碳粒子源于古代生活在海中的细菌，它们能够利用溶于海水的二氧化碳，随着环境变化，这些细菌在海底慢慢成为岩石的一部分，最终残留下这些碳粒子。

科学界通常认为地球诞生于约46亿年前，此前发现的最早生命痕迹是在格陵兰岛，约有38亿年历史。新发现让地球生命的历史推前了约1.5亿年。但是也有一些科研人员表示，还需要更多证据才能让新发现更有说服力。

地球近40亿年前生命痕迹

科学家认为地球生命大约于38亿年前开始进化，但目前美国和意大利研究人员最新研究表明，40亿年前原始DNA片段自然地生长成为复杂生命形式。

研究人员认为，这些DNA片段使用它们天生自进化能力，生长形成叠加化学链，其长度足以进化成为原始生命形式。这项研究是由意大利米兰大学和美国科罗拉多大学波德分校负责的，该研究报告理论数据基于上世纪80年代发现核糖核酸(RNA)能够以化学方式改变自身结构。

RNA类似于DNA，能够完成人体细胞诸多工作，其中包括：担当转换一些基因的“开关”。科学家认为，地球生命在早期进化阶段DNA和蛋白质形成之前，RNA对于复杂微生物形成具有主导地位。

一些生命起源专家指出，RNA链过于特殊，难以形成随机化学反应。然而这项研究表明，原始DNA片段自然生长形成化学链，可实现复杂生命形式的进化。

研究人员发现自组装DNA片段仅几纳米长度，就有能力促使化学键的形成。该方式连接形成短DNA链，之后再形成较长的DNA链，期间无需单独的生物过程。

科罗拉多大学波德分校物理学教授诺埃尔·克拉克(Noel Clark)是研究报告合著作者，他说：“我们的最新观测暗示着地球早期可能出现的生命进化，当时最早的类似DNA分子片段形成。”该研究显示，早期地球出现DNA的结构特性，以及它们有能力自我组织成为复杂生命形式。

地球近40亿年前生命痕迹

在当代，如果强烈的太阳风暴袭击地球，它可能会完全摧毁现代科技并把我们打回到黑暗时代。幸运的是，这种事现在相当少见。不过40亿年前，这种极端的空间天气可能是家常便饭。而在那个时候，这非但不会带来世界末日，反而可能是开启生命的原动力。

这个惊人的结果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)，源于美国航空航天局(NASA)的“开普勒”望远镜此前发现的一颗年轻类太阳恒星。研究发现，太阳这样的恒星刚形成时十分活跃，会在“超级耀斑”出现时释放巨大的能量，与那时候比起来，现在最狂暴的空间天气也不过是“蒙蒙细雨”而已。

现在，NASA的Vladimir Airapetian表示，如果我们的太阳40亿年前也如此活跃，可能会使地球的环境更加适宜居住。根据Airapetian的模型，当太阳超级耀斑产生的能量冲击地球大气时会引发化学反应，产生温室气体和其他生命存在所必须的成分。

Airapetian告诉Gizmodo，根据Carl Sagan和George Mullen在1972年首次提出的“黯淡太阳悖论”，“四十亿年前，地球应该被冻得结结实实。”Sagan和Mullen在提出这个悖论时已经意识到地球上液态水存在的痕迹要早于40亿年前，而那时太阳的亮度只有现在的70%。“温室效应是唯一的解释。”Airapetian说。

在早期地球环境下，第一批生物分子——DNA、RNA和蛋白质是如何能得到足够的氮元素而形成的也是一个迷。和现今类似，原始地球的大气成分主要由惰性的氮气组成。现在固氮菌可以将氮气其转化成氨，但那时的生物没有这个能力。

一项关于空间天气的新研究非常巧妙地解决了这两个问题。几年前，Airapetian开始通过NASA的“开普勒”望远镜数据研究恒星磁场活动。他发现，像我们太阳一样的G型恒星在年轻的时候，就像炸弹一样频繁的释放相当于100万亿颗原子弹爆炸时能量脉冲。人类迄今为止经历过最强劲的太阳风暴是1859年造成全球性大停电的卡林顿事件，而这与前者相比根本不值一提。

“这是一股疯狂的能量，我自己几乎不能理解到底有多可怕。”康奈尔大学的天体生物学家Ramses Ramirez告诉Gizmodo，他虽然没有参与本次研究，但是在与Airapetian合作。

Airapetian很快意识到这项发现可以让我们了解到太阳系的早期历史。根据他的计算，40亿年前，我们的太阳几小时就会有爆发一次超级耀斑，地球的磁场每天都会被撕扯多次。“基本上，那时的地球经常遭受超卡林顿级别的太阳风暴的攻击。”他说。

利用数值模型，Airapetian证明太阳的超级耀斑足以将环绕地球的磁场强烈压缩。不仅如次，在地球两极附近，带电粒子能够把磁场轰出一个洞进入大气层，并与氮气，二氧化碳和甲烷碰撞。“这些粒子与大气分子相互作用，发生链式反应，生成一系列新的分子。”Airapetian说。

一副描绘太阳超级耀斑抛射出的大量高能粒子像暴雨一样撞击早期地球的艺术构想图。图片来源：Vladimir Airapetian

太阳与大气的相互作用会产生一氧化二氮(笑气)，这是一种比二氧化碳的作用强300倍的温室气体。Airapetian的模型指出，足够的一氧化二氮会使地球温度急剧上升。同时无尽的太阳风暴还会使大气生成氰化氢，它在地面成为早期生命必不可少的氮源。

“人们一直认为闪电或者陨石为生命提供含氮化合物，”Ramirez说，“我觉得这篇文章最酷的地方是在此之前没有人真正考虑过太阳风暴的影响。”

要最终确定超级耀斑产生的分子混合配方是否足够让生命诞生，还要交给生物学家做出判断。不过现在，实验已经开始。位于东京的地球生命科学研究所和其他实验室的研究人员正在使用Airapetian提出的模型设计新实验来模拟地球远古环境。如果这些实验能够创造出氨基酸或是RNA这种构成生命的基本分子，那么将极大地支持空间天气帮助创造生命这一观点。

除了把生命起源的故事拼接起来，Airapetian的模型还可以让我们一瞥40亿年前宜居的火星，尽管那时火星从年轻的太阳得到的辐射可能很少，但看来也是湿润。这项研究也对系外生命的研究有一定影响。

我们刚开始探究恒星的宜居带(该区域中的行星可能有液态水的存在)到底需要哪些条件。但现在对宜居带的判断还只是基于母星的亮度等因素。而通过收集恒星活动的细节信息，我们能更多地了解系外行星的大气组成和可能存在的温室效应。

“实验最终会告诉我们，从恒星而来的能量是否能创造生命必须的化学条件。”Airapetian说，“如果没有这些，形成生命才真是个奇迹。”