一项研究必定会让所有期待5.4亿年前蠕虫大小明星的人失望:科学家确认,巴西的古代微化石——曾被认为是最早的小型动物在原始泥浆中爬行的证据——实际上只是细菌和藻类群落的聚会残留。该发现发表在《冈瓦纳研究》上,挑战了关于小型动物首次出现在地球上的先前假设,并表明5.4亿年前古代海洋的氧气水平仍然太低,无法支持某些形式的动物生命。
研究聚焦于巴西南马托格罗索州的化石。早期研究曾乐观地将这些痕迹解释为埃迪卡拉纪(紧接著名的寒武纪大爆发之前)蠕虫状生物或其他微小海洋动物在海底沉积物中移动的证据。“利用显微断层扫描和光谱技术,我们观察到微化石具有细胞结构——有时保存有有机物质——与那个时期存在的细菌或藻类一致。这些不是可能经过该地区的动物的痕迹,”研究第一作者、哈佛大学博士后研究员布鲁诺·贝克尔-克贝尔说(他在圣保罗大学和巴西能源与材料研究中心完成工作,并得到FAPESP支持)。
贝克尔-克贝尔解释说,如果这些痕迹真的是动物留下的,它们将代表埃迪卡拉纪微型动物(小于1毫米的无脊椎动物)的证据。在如此古老的岩石中发现它们将显著推后这些生物的化石记录,这本来会很令人兴奋。然而,我们得到了细菌。经典。
该项目是“拉普拉塔克拉通与西冈瓦纳”研究的一部分,由FAPESP支持,由IGc-USP的米格尔·安杰洛·斯蒂普·巴塞协调。研究人员重新检查了在科伦巴采集的化石,并分析了来自南马托格罗索州博尼托(位于塞拉达博多克纳地区)的新研究材料,两者均属于塔门戈地质构造。这些岩石形成于冈瓦纳形成最后阶段的大陆架浅海环境,之后该超大陆分裂成今天的南美洲和非洲。
为了更详细地研究化石,团队使用了CNPEM在坎皮纳斯的粒子加速器设施“天狼星”的MOGNO光束线。该技术使研究人员能够利用显微断层扫描和纳米断层扫描研究从几微米到几毫米的化石。“当你有一个大样本并想对其内部结构成像时,获得的分辨率往往不足。MOGNO光束线是世界上少数能够进行所谓变焦断层扫描的设备之一,我们可以聚焦于样本内部的东西并在纳米尺度上分析,而不破坏样本,”贝克尔-克贝尔说。他指出,早期将结构解释为动物痕迹的研究无法获得这种水平的成像技术——一种礼貌的说法,即他们使用的工具更差。
研究人员还使用拉曼光谱检查化石的化学成分,在化石细胞壁内识别出有机物质,加强了这些结构是保存下来的微生物体的解释。一些化石样本含有黄铁矿(铁和硫),根据形状和化学性质,研究人员认为有些可能代表硫氧化细菌——利用硫进行代谢的生物。“这类细菌令人惊讶。一些有记录以来最大的细菌恰恰属于这一类别。与我们通常对微观细菌的印象不同,某些物种的直径可以超过一根头发丝,肉眼可见,”贝克尔-克贝尔说。
尽管化石没有保存足够细节来识别确切物种,但研究