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古生態學家發現遠古氣泡 助研磷酸鈣形成

2018/3/6 — 11:14

圖/Stefan Bengtson

圖/Stefan Bengtson

這並非動物化石,古生態學家相信是微生物形成氧氣泡化石,而且相信已有 16 億年歷史。古生態學家或可由此了解古代生態系統。

古生態學家 Therese Sallstedt 從印度中部溫迪亞山脈 (Vindhyan Supergroup) 收集到的樣本中,發現罕有微生物形成的疊層石 (stromatolite) 化石。研究人員分析後,於化石內發現於淺水區域生存的藍菌門生物膜 (cyanobacteria biomat) 。利用顯微鏡觀察,研究人員更發現化石含有 50–500 微米的環形氣泡狀結構,相信是藍菌門生物釋出的氧氣氣泡。

氧氣不是一開始就存在於地球大氣之中。普遍地球科學家相信 35 億年前,單細胞微生物出現時才開始在大氣中釋出氧氣 (free oxygen) 。藍菌門微生物就是其中一種關鍵物種。與其他單細胞生物不同,藍菌門生物能使用光合作用釋出氧氣。

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紅線和綠線標示出由 38 億年前至今的大氣氧氣含量。 24.5–38.5 億年前地球大氣未有氧氣,海洋亦缺乏氧氣,只有在淺海地區含氧。26 億年前開始出現大量大氣氧氣,科學家稱之為「大氧化事件」。(圖/Wikipedia)

紅線和綠線標示出由 38 億年前至今的大氣氧氣含量。 24.5–38.5 億年前地球大氣未有氧氣,海洋亦缺乏氧氣,只有在淺海地區含氧。26 億年前開始出現大量大氣氧氣,科學家稱之為「大氧化事件」。(圖/Wikipedia)

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科學家推測這種生物的出現徹底改變了地球環境,並引發大氧化事件 (The Great Oxygenation Event),令地球大氣中的游離氧氣突然增加,改變礦物成份。一連串事件讓大量生物得以演化和繁衍。

以往研究雖指出藍菌門生物能黏結堆砌成含豐富磷酸鈣 (Calcium Phosphate) 疊層石,但大部份研究都集中於了解化學自養型細菌 (chemolithotrophic bacteria) 怎樣形成磷酸鈣 。此次發現則令科學家意識到藍菌門生物和其他會產生氧氣的微生物,同樣與磷酸鈣形成有重要關係。

來源:
Phys, Bubbles of life from the past: Tiny bubbles of oxygen got trapped 1.6 billion years ago, 2 March 2018

報告:
Sallstedt, T., Bengtson, S., Broman, C., Crill, P.M. & Canfield, D.E. (2018). Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India. Geobiology, Published Online. DOI: 10.1111/gbi.12274/full

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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