5億4000万年前の虫サイズの有名人を期待していた人々を確実にがっかりさせる動きとして、科学者たちはブラジルの古代微化石——かつては小さな動物が原始の泥を這い回った最古の証拠と考えられていた——が、実際にはバクテリアと藻類のコミュニティ集会の残骸に過ぎないと断定した。Gondwana Researchに発表されたこの発見は、小さな動物がいつ地球上に現れたかに関する従来の仮定に疑問を投げかけ、5億4000万年前の古代海洋の酸素レベルは依然として特定の動物の生命を支えるには低すぎたことを示唆している。

研究はブラジルのマットグロッソ・ド・スル州の化石に焦点を当てた。これまでの研究では、これらの痕跡をエディアカラ紀(有名なカンブリア爆発の直前の時代)に海底堆積物中を移動した蠕虫状の生物や他の小さな海洋動物の証拠と楽観的に解釈していた。「マイクロトモグラフィーと分光法を用いて、微化石には細胞構造——時には有機物が保存されている——があり、その時代に存在したバクテリアや藻類と一致することを観察しました。これらはその地域を通過した可能性のある動物の痕跡ではありません」と、本研究の筆頭著者でハーバード大学の博士研究員(サンパウロ大学およびブラジルエネルギー材料研究センターで研究を行い、FAPESPの支援を受けた)ブルーノ・ベッカー=ケルバーは述べている。

ベッカー=ケルバーは、もし痕跡が本当に動物によって残されたものであれば、エディアカラ紀のメイオファウナ(体長1ミリ未満の微小無脊椎動物)の証拠となるだろうと説明する。これほど古い岩石でそれらが見つかれば、これらの生物の化石記録が大幅に遡ることになり、それはエキサイティングだっただろう。代わりに、バクテリアだ。いつものことだ。

このプロジェクトは、FAPESPの支援を受け、IGc-USPのミゲル・アンジェロ・スティップ・バセイが調整する「リオ・デ・ラ・プラタクラトンと西ゴンドワナ」研究の一部である。研究者らはコルンバで収集された化石を再調査し、マットグロッソ・ド・スル州のセラ・ダ・ボドケナ地域のボニートから新たに研究された資料を分析した。これらはすべてタメンゴ地層内にある。これらの岩石は、超大陸が南アメリカとアフリカに分裂する前のゴンドワナ形成の最終段階に、大陸棚に沿った浅い海洋環境で形成された。

化石をより詳細に調査するため、チームはカンピーナスのCNPEMの粒子加速器施設シリウスにあるMOGNOビームラインを使用した。この技術により、研究者はマイクロトモグラフィーとナノトモグラフィーを用いて、数マイクロメートルから数ミリメートルまでの化石を研究できた。「大きなサンプルがあり、その内部の構造を画像化したい場合、得られる解像度は不十分なことが多い。MOGNOビームラインは、いわゆるズームトモグラフィーを実行できる世界でも数少ない施設の一つで、サンプル内部の何かに焦点を当て、サンプルを破壊せずにナノスケールで分析できる」とベッカー=ケルバーは述べている。彼は、構造を動物の痕跡と解釈した以前の研究ではこのレベルの画像技術を利用できなかったと指摘する——つまり、より劣った道具で作業していたという丁寧な言い方だ。

研究者らはまた、ラマン分光法を用いて化石の化学組成を調べ、化石細胞壁内の有機物を特定し、構造が保存された微生物体であるという解釈を強化した。一部の化石サンプルには黄鉄鉱(鉄と硫黄)が含まれており、形状と化学的性質に基づき、研究者らは一部が硫黄酸化バクテリア——代謝に硫黄を使用する生物——を表している可能性があると考えている。「このバクテリアのグループは驚くべきものです。記録された最大のもののいくつかはまさにこのカテゴリーに属します。私たちが持つ微細なバクテリアの一般的なイメージとは異なり、特定の種は髪の毛の直径よりも大きい直径に達し、肉眼で見えるものもあります」とベッカー=ケルバーは述べている。

化石は正確な種を特定するのに十分な詳細を保存していないが、研究は