微化石光谱与地球上最早的动物约会

第一批走地球的动物的分子钟日期与化石记录不符。比较两个不同物种的不同DNA并推断它们从一个共同祖先变异需要多长时间，这表明动物存在于833-6.5亿年前，但迄今为止发现的最古老的动物化石只能追溯到5.8亿年。一种解释是化石记录中的缺点-动物确实存在，但是直到5.8亿年前，岩石和环境才适合化石。现在，能量色散X射线光谱法和高分辨率红外光谱法已经确定了古代微化石周围泥岩中的矿物，对其形成的见解表明，迄今为止迄今为止发现的第一批动物化石开始形成之前，就已经存在了正确的化石条件。结果可能暗示如何最好地寻找火星上的生命证据。

动物是地球上相对较新的发展，大约存在3.5至40亿年的微生物。“然后，在最近的5亿年之前，事情突然变大了，我们第一次有了动物，”英国牛津大学地球科学研究员罗斯·安德森说。他正在寻找超过5亿年历史的微生物的化石，这些化石早于这种较大生命形式的“寒武纪爆炸”。

长期以来，专家一直认为寒武纪爆炸之前没有生命记录。在1950年代，加拿大发现了一块微火石中的“微化石”，该化石早于较大的化石，即“火石石”，促使人们开始寻找更多的微化石。熟石灰和磷酸盐的保存过程已广为人知，但事实证明，绝大多数微化石都在泥岩中发现，其形成过程仍不清楚，这是为什么有些泥岩中含有微化石而其他人没有的原因。罗斯说：“我们想知道，'这些泥岩的化学性质是否非常精确，并且会成为我们在其中找到化石的岩石的特征?”

高岭石线索

在较年轻的泥岩中也发现了大型动物的化石，其中包括缺乏坚硬的骨骼或外壳的动物，这些骨骼或外壳对腐烂具有抵抗力。在加拿大一块名为Burgess页岩的石块中发现了其中几种化石，这引发了关于形成这些较大化石的过程的许多假设。一种理论认为，这些化石是通过类似于皮革鞣制的聚合过程在泥岩中形成的。泥岩中的粘土矿物与死动物的有机物结合并聚合，使其软组织更耐腐烂。但是，微化石中保存的细菌和藻类是由不同的有机材料制成的，因此怀疑是否会采用相同的工艺。

几年前，安德森(Anderson)和他的同事们进行了实验，以培养引起不同泥岩物质腐烂的细菌。他们发现粘土矿物高岭石(一种铝硅酸盐)抑制了细菌的生长，这也可能有助于保护死动物。尽管有关泥岩中大型动物化石的矿物学信息尚不完善，但已知的观点支持了一种观点，即高岭石在其保存中起着作用，甚至可能参与了聚合过程。安德森和他的同事们怀疑高岭石是否可能存在于含有微化石的泥岩中，从而也有助于保护这些微生物。面临的挑战是如何在这些微小的稀有微化石中鉴定与细胞壁直接相邻的矿物质，以查看它们是否通过相同的过程得以保存。

通过在包含微化石的岩石层上切割微观切片，然后在微化石的垂直剖面上进行切割，他们能够分辨微化石周围几微米厚的矿物晕。通过能量色散X射线光谱，他们能够识别出光环中存在铝，但无法确定确切的矿物。红外光谱数据可提供有关样品中的分子如何振动或以其他方式对入射的红外辐射做出反应的信息，从而给出矿物的确切身份。但是，不同粘土的光谱非常相似，因此需要高分辨率的光谱以及较高的信号才能将它们区分开。为此，研究人员将它们带到了钻石光源的同步加速器中，在那里高分辨率的红外光谱证实了光环是高岭石。

晕轮含义

结果表明，与后来的大型动物相同的过程保留了寒武纪以前的微生物。“因此，即使拥有相同类型的保存方式，在拥有8亿年历史的岩石中也没有动物这一事实-您所发现的都是细菌或藻类，这表明动物确实是避风港。当时还没有发展。”安德森说。

此外，研究结果将努力指向发现高岭石的热带地区寻找早期化石。它还可能为更远处的生命迹象提供指示。由于高岭石的保存过程适用于如此广泛的生物，包括微生物，因此在寻找化石外星生命方面似乎是一个有前途的研究领域，就像地球上最初的3.5到40亿年的生命一样，它可能是微生物也一样安德森说：“如果生命可能是微生物，而我们想在火星上寻找其痕迹，那么我们将更好地了解如何寻找化石微生物。”

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