研究巴西古代微化石的科學家發現，曾經被認為是微小動物留下的足跡的結構實際上是由微小細菌和藻類群落形成的。這些發現挑戰了先前關於小動物何時首次出現在地球上的觀點，並表明大約 5.4 億年前，古代海洋中的氧氣水平可能太低，無法支持某些類型的動物生命。
該研究重點關注在巴西南馬托格羅索州發現的化石，並發表在該雜誌上。 岡瓦納古陸調查。先前的研究將這些跡象解釋為蠕蟲狀生物或其他小型海洋動物在埃迪卡拉時期（寒武紀大爆發之前）穿過海底沉積物的證據。
「利用顯微斷層掃描和光譜技術，我們觀察到微化石具有細胞結構，有時含有保存完好的有機物質，與當時存在的細菌或藻類一致。這些不是可能穿過該地區的動物痕跡，」該研究的第一作者布魯諾·貝克爾-克伯(Bruno Becker-Kerber)說。他在聖保羅大學地球科學研究所 (USP) 和巴西能源與材料研究中心 (CNPEM) 進行博士後工作期間，在 FAPESP 的支持下進行了這項研究。
目前正在哈佛大學進行博士後研究的貝克爾-克伯解釋說，如果這些足跡確實是動物留下的，那麼它們可能代表了埃迪卡拉時期小型動物群的證據。小型動物是長度不到一毫米的小型無脊椎動物。如果在如此古老的岩石中找到它們，將會大大推遲這些生物的化石記錄。
寒武紀大爆發前的古代海洋
埃迪卡拉時期先於寒武紀大爆發，這是一個重大的進化轉折點，其中氧氣含量的增加幫助地球海洋中的複雜生物體迅速多樣化。化石證據清楚地表明小型動物群存在於寒武紀時期，但新的發現表明它們可能不像一些科學家所認為的那樣更早存在。
該計畫是「拉普拉塔克拉通和西岡瓦納」研究的一部分，由 FAPESP 支持並由 IGc-USP 教授兼論文合著者 Miguel Angelo Stipp Basei 協調。
另一位合著者、來自裡奧克拉羅聖保羅州立大學 (IGCE-UNESP) 的 Lucas Warren 也獲得了 FAPESP 的支持。
研究人員重新檢查了在科倫巴收集的化石，並分析了來自博多克納山脈地區鰹魚的新檢查材料。這兩個地區均位於南馬托格羅索州塔門戈地質構造內。
這些岩石是在岡瓦納大陸形成的最後階段形成的，位於大陸架沿岸的淺海環境中，之後超級大陸最終分裂形成南美洲和非洲的區域。
該研究小組先前描述了在南馬托格羅索州發現的已知最古老的地衣化石，它比目前研究中發現的細菌和藻類更年輕。
高解析度化石成像揭示隱藏結構
為了更詳細地研究這些化石，研究小組使用了位於坎皮納斯的 CNPEM 粒子加速器設施 Sirius 的 MOGNO 光束線。該技術使研究人員能夠檢查尺寸從幾微米到幾毫米的化石。
科學家使用了顯微斷層掃描和奈米斷層掃描技術，這些技術可以產生極小尺度的影像，包括微米（千分之一毫米）和奈米（十億分之一公尺）。
Becker-Kerber 說：「當你有一個大樣本並且想要對其中的結構進行成像時，所獲得的分辨率通常是不夠的。MOGNO 光束線是世界上為數不多的執行所謂變焦斷層掃描的例子之一，我們專注於樣本內部的某些東西，並在奈米尺度上對其進行分析，而不會使樣本變形。」
他指出，先前將這些結構解釋為動物足跡的工作無法達到這種程度的成像技術。
研究人員也使用拉曼光譜來檢查化石的化學結構。該技術檢測到化石細胞壁內的有機物質，強化了這種結構是保存下來的微生物體而不是動物留下的痕跡的解釋。
巨型古代細菌和藻類
有些化石樣本含有黃鐵礦，這是一種由鐵和硫組成的礦物。根據樣本的形狀和化學成分，研究人員認為其中一些可能代表硫氧化細菌，也就是在新陳代謝中使用硫的生物體。
「這群細菌令人驚訝。一些有史以來最大的細菌就屬於這一類。與我們對微觀細菌的一般印象相反，一些物種的直徑可以達到比頭髮還大，並且肉眼可見，」貝克爾-克伯說。
儘管這些化石沒有保留足夠的細節來明確識別該物種，但研究人員在許多收集地點發現了保存完好的細胞、細胞壁內的分裂以及有機物的痕跡。據研究小組稱，如果這些結構只是由移動的動物造成的干擾，這些特徵就不會存在。
這些化石似乎也有三種不同的尺寸，這表明許多物種可能在微生物群落中共存。最大的形式類似於綠藻或紅藻，而較小的化石可能代表藻類、藍細菌或硫氧化細菌。
研究人員得出結論：“有凹凸隔間、螺旋絲、不含沉積物但含有有機物的細胞。這一證據更接近細菌或藻類，而不是動物引起的干擾跡象。”
這些發現讓科學家對寒武紀大爆發之前的世界有了更清晰的了解，並可以幫助研究人員更好地了解為複雜動物生命的興起鋪平道路的環境條件。
