澳大利亚内陆数百米以下的岩石提供了关于一个失落的原始微生物世界的线索，这些微生物曾经居住在世界海洋中，并可能最终孕育了现代植物和动物。
对从岩石中分离出来的类脂肪分子的分析表明，它们是由先前未被发现的、古老的生物种群产生的，该种群被称为真核生物，这是一类活物，它们的细胞通常包含细胞核和其他内部区室。 这些分子有 16 亿年的历史，暗示真核生物比早期生化证据表明的更早、更广泛地存在。
“之前的说法是，直到 8 亿年前，真核生物才极其稀有，”马萨诸塞州威廉姆斯敦威廉姆斯学院的古生物学家菲比·科恩说，她没有参与这项研究。“古生物学家对此感到非常恼火，因为那不是我们在化石记录中看到的情况。” 她说，这些发现有助于弥合这两种证据之间的差距。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
新的研究结果于 6 月 7 日发表在《自然》杂志上。
化学指纹
大多数现代真核生物依赖于称为甾醇的类脂肪化合物，例如胆固醇，来构建细胞膜并执行其他细胞功能。 由于甾醇存在于整个真核生物家族树中，因此人们认为它们存在于所有现代真核生物的最后共同祖先中。 因此，古生物学家已将这些化合物用作古代岩石中存在真核生物的生物标志物。
但是，如果将时间追溯到 8 亿年前，甾醇踪迹就会消失。 尽管存在红色和绿色藻类的化石（均为真核生物），其历史可追溯到约 10 亿年前，但研究人员尚未能在比这更古老的岩石中找到该化合物的痕迹。
这种缺失导致人们猜测，在 8 亿年前，真核生物的数量不足以留下可检测到的甾醇痕迹。
然而，另一种可能性是研究人员找错了分子。 德国不来梅大学的地质生物学家本杰明·内特舍姆、澳大利亚国立大学堪培拉分校的古生物生物地球化学家约亨·布罗克斯及其同事决定关注现代真核生物在合成甾醇时产生的短寿命分子。 这种现代中间体可能是原始真核生物的最终产物。
狂野的海洋
该团队梳理了来自世界各地的岩石，发现了这些“原生甾醇”的广泛痕迹——这证明产生它们的真核生物在 8 亿至 16 亿年前的水环境中大量存在。
内特舍姆说，这与之前的想法相矛盾。 一种可能性是，产生更现代甾醇的真核生物在 10 亿至 8 亿年前获得了选择优势，最终取代了它们产生原生甾醇的同类。
马萨诸塞州北安普顿史密斯学院研究微生物真核生物的生物学家劳拉·卡茨说，这项工作可以解释为什么科学家找不到生化痕迹来证实化石记录。“我们只是找错了东西。”
但是，加拿大哈利法克斯达尔豪西大学研究比较基因组学和真核生物进化的安德鲁·罗杰指出，可追溯到 10 亿年前的红色和绿色藻类化石看起来与活藻非常相似，并且可能产生了现代甾醇。 这表明现代甾醇——而不仅仅是它们的前体——也应该存在于超过 8 亿年的岩石中。 “这一发现提出的问题与它回答的问题一样多，”他说。
加利福尼亚大学圣巴巴拉分校专注于早期真核生物进化的古生物学家苏珊娜·波特说，尽管有理由怀疑原生甾醇是由真核生物产生的，但研究人员尚未能够排除它们是由古代细菌产生的可能性。
但她补充说，该团队的方法——使用关于生物合成途径进化的假设来指导寻找古代生命——可能会揭示更多关于早期生命的信息。 “这是从进化的角度思考生物标志物的记录，”波特说。 “我认为这是必要的。”
本文经许可转载，并于 2023 年 6 月 7 日首次发表。