科學家們對在一個無人預料到的地方存在古代生命的跡象感到震驚

馬丁代爾是德州大學奧斯汀分校的古生態學家和地球生物學家，他一直與包括奧胡斯大學的斯特凡·博丁在內的研究人員一起探索崎嶇的景觀。他們的目標是探索數百萬年前曾經存在於覆蓋該地區的海洋之下的古代珊瑚礁生態系統。

為了到達這些古老的珊瑚礁，研究團隊必須穿越大片被稱為濁積岩的岩石層。當水下泥漿、沙子和碎片崩塌到海底並最終沉積在厚厚的沉積層中時，就會形成這些沉積物。波紋痕跡在此類沉積物中很常見，但馬丁代爾注意到波紋上方有一些不尋常的東西。

「當我們開車經過這些濁積岩時，我環顧四周，這個美麗的起伏平面引起了我的注意，」馬丁代爾說。 「我說，『斯特凡，你必須回到這裡。這些都是皺巴巴的船體！』

什麼是皺紋結構？

皺紋結構是當微生物群落在沙質沉積物上長成墊子時形成的小脊和凹陷。這些墊子由藻類和細菌等微生物組成，它們將沉積物粘合在一起，並留下獨特的表面紋理。

它們對科學家很重要，因為它們可以提供古代微生物生命的證據。然而，皺紋結構通常很脆弱。數億年前，一旦動物開始積極挖掘海底沉積物，這些精緻的特徵往往在被保存之前就被破壞了。

因此，在年齡小於 5.4 億年前的岩石中，皺紋結構並不常見，而這個時期恰逢動物多樣性的大幅擴張。如今，它們經常出現在淺海環境中，那裡的陽光支持藻類進行光合作用。

發現不應該在那裡

馬丁代爾正在檢查的岩石呈現出一個重大謎團。

含有皺紋結構的濁積岩形成於深水中，距離海面至少 180 公尺（590 英尺）。在這些深度，陽光無法穿透，使得進行光合作用的藻類無法生存。

這立即引發了一個問題。如果依賴陽光的微生物沒有創造這些結構，那麼它們做了什麼？

先前關於古代深水濁積岩皺紋結構的報告一直存在爭議並被廣泛討論。岩石的年齡讓這個謎團更加令人驚訝。這些沉積物形成於大約 1.8 億年前，當時海底動物豐富，不斷攪動沉積物。這種活動通常會在敏感的微生物組織得以保存之前將其破壞。

這項發現的一切都顯示這個地方不應該存在皺紋結構。

馬丁代爾知道非凡的主張需要強而有力的證據。

馬丁代爾說：“讓我們檢查一下我們能找到的所有證據，以確認這些是濁積岩中的皺紋結構，”因為通常是上鏡的皺紋結構“不應該出現在這種深水環境中。”

尋找古代微生物生命的證據

研究小組仔細檢查了岩石，以確定沉積物形成的環境以及不尋常紋理的生物起源。

首先，他們證實這些層確實是深水中沉積的濁積岩。接下來，他們尋找可以揭示生物體是否在結構形成過程中發揮作用的化學特徵。

他們的分析顯示，皺紋正下方的沉積層的碳濃度增加。碳富集通常與生物活性相關，並提供微生物參與的重要證據。

然後研究人員轉向現代海洋尋找答案。

遙控潛水器收集的影片片段顯示，即使在透光帶（發生光合作用的上層陽光照射層）以下的部分海洋中，也可以形成微生物墊。這些群落不是依靠陽光，而是由趨化細菌建立的。

化學合成生物透過化學反應而不是陽光產生能量。有些使用硫化氫或甲烷等化合物作為燃料，使它們能夠在光合生命無法生存的黑暗環境中生長。

皺紋可能是深海細菌造成的

當地質證據、化學數據和最近對海底的觀察結果結合起來考慮時，研究人員得出結論，他們已經識別出岩石記錄中保存的化學合成皺紋結構。

根據他們提出的解釋，濁流將​​營養物和有機物質輸送到深海海底。隨著這種物質的分解，沉積物中的氧氣含量下降，為化學合成微生物創造了有利的條件。

在水下泥石流之間的安靜時期，細菌墊可以在沉積物表面擴散。隨著時間的推移，這些墊子形成了岩石中保留的獨特皺紋。

大多數情況下，隨後的土石流會抹掉微生物墊。然而，有時，條件允許這些墊子及其褶皺的組織被埋藏並保存數百萬年。

擴大對早期生命的研究

馬丁代爾希望未來的實驗室實驗能幫助科學家更了解這些結構在深水環境中是如何形成的。

這項發現還可以擴展關於皺紋結構的科學思考。傳統上，研究人員幾乎只將它們與生活在淺水中的光合微生物墊聯繫起來。新發現顯示化學合成群落也可能產生類似的特徵。

如果是這樣，地質學家可能需要重新考慮以前被認為不太可能保存古代微生物生態系統證據的環境。

「皺紋結構是生命早期進化的非常重要的線索，」馬丁代爾說。如果忽視它們在濁積岩中可能存在的可能性，“我們可能會錯過微生物生命歷史的一個重要部分。”

這項發現提出了一個有趣的可能性：地球早期微生物過去的一些證據可能隱藏在科學家從未想到的地方。