2021年2月22日
随着火星漫游者开始寻找另一个星球上生命的证据，地球上的科学家们认为，病毒在叠层石的形成中扮演了关键角色，叠层石是地球上最古老的生命形式。
图片来源:新南威尔士大学悉尼分校
在一场致命的病毒大流行中听到这句话，我们可能会感到痛苦，但如果没有病毒，我们所知道的地球上的生命可能永远不会发生，研究10亿年前“活岩石”的科学家说。
发表在3月号的一篇论文微生物学的趋势来自悉尼新南威尔士州大学和美国的一组科学家研究了叠层石化石中世界上最古老的生命形式的证据。叠层石是一种经常在全球浅水区发现的层状石灰岩。他们想要了解导致被称为微生物席的单细胞生物群落创造这些有趣的岩石结构的机制。
他们认为，病毒可能是谜团中缺失的部分，有助于解释柔软的微生物垫是如何转变——或石化——为坚硬的叠层石特征的，这种特征在鲨鱼湾和西澳大利亚的皮尔巴拉等地方普遍存在。
这篇论文的合著者、新南威尔士大学澳大利亚天体生物学中心的Brendan Burns副教授说，叠层石是已知的最古老的微生物生态系统之一，可以追溯到大约37亿年前。
“叠层石在化石记录中无处不在，是地球上最早的生命样本之一，”他说。
“创造它们的微生物席主要由蓝藻组成，蓝藻利用光合作用——像植物一样——将阳光转化为能量，同时随着时间的推移产生如此多的氧气，它们改变了早期地球的大气，使其适合复杂生命的生存。
“你可以说，我们的存在归功于这些活岩石。”
一个/教授。伯恩斯和他的同事们想要了解微生物席岩化成叠层石背后的机制，不仅因为对这一过程知之甚少，还因为这可能会增加我们对地球上生命——可能还有其他行星生命的认识。
“如果我们了解叠层石形成的机制，我们就能更好地处理这些生态系统对复杂生命进化的影响，”他说。
“这些知识可以帮助我们更好地解释生物特征——你可以称之为化学或分子化石——它们为数十亿年前的早期生命活动提供了线索。”
“它也有可能帮助我们寻找其他行星上的生命——火星2020任务的工作之一是在火星岩石样本中寻找生物特征的证据。”
在这篇论文中，作者假设微生物垫层从软细胞到岩石的转变是由于与病毒的相互作用而增强的。
“我们认为，病毒可能直接或间接地影响微生物代谢，控制着从微生物席到叠层石的转变，”他说。
在直接影响情景下，病毒侵入蓝藻的细胞核，影响宿主的新陈代谢，同时插入和移除增加病毒和宿主适应度的基因。
“这反过来又增加了微生物层的存活率，并选择了可能影响碳酸盐沉淀的基因——基本上是微生物浇筑混凝土来建造它们的叠层石公寓楼的过程。”一个/教授。伯恩斯说。
在间接方案中，科学家们谈到了一个被称为病毒裂解的过程，病毒侵入活细胞并引发细胞膜的解体和内容物的释放——有效地导致细胞死亡。
“我们认为病毒裂解可能会释放出促进生物体新陈代谢的物质，从而导致矿物沉淀，并最终形成叠层石。”
病毒是直接或间接地导致微生物垫硬化成叠层石，还是两者的结合，a /教授。伯恩斯说，还需要进行更多的研究。
“我们希望在实验室做更多的研究来测试这一点。
“我们希望能够识别哪些病毒实际上参与其中，并看看我们是否能够操纵潜在的病毒-宿主相互作用，以找出它们是否能够改变一些代谢，从而可能导致叠层石的形成。”一个/教授。伯恩斯说。
来源:https://www.unsw.edu.au/