研究發現:雪球地球時期,融水池可能是早期複雜生命的避風港
根據麻省理工學院最新研究,在7.2億至6.35億年前的「雪球地球」時期,早期真核生物(即構成現今多元多細胞生物的複雜細胞生命形式)可能曾在融水池中蟄伏求生。
科學家口中的「雪球地球」,指的是地球歷史中全球冰封的特殊時期。這個術語特別用來描述發生在6.35億至7.2億年前,也就是地質學家所稱的「成冰紀」時期,連續發生的兩次長達數百萬年的冰河事件。
當時地球究竟是凍得像顆堅硬的雪球,還是更像鬆軟的冰沙,至今仍是爭論焦點。但科學家可以確定的是,當時全球平均氣溫低至攝氏零下50度,大部分地表都陷入極寒狀態。
研究團隊領導人、麻省理工學院研究生法蒂瑪·胡賽因表示:「我們試圖理解複雜生命在地球上的起源之謎。化石記錄顯示,真核生物在成冰紀前後都存在,但我們一直缺乏直接證據說明牠們在這段冰封時期究竟如何存活。」
關於生物在雪球地球時期的避難所,科學界提出多種假設,包括可能在未完全結冰的海域、深海熱泉周圍,或是冰層下方。胡賽因團隊則另闢蹊徑,研究融水池假說,認為地表融冰形成的水體可能也具備支援早期真核生命的能力。
為驗證此理論,研究團隊特別前往南極洲麥克默多冰架的融水池取樣。這些水深僅數十公分、寬約數公尺的小型融水池,底部覆蓋著由微生物形成的膠質群落,厚度可達數公分,層次分明且色彩斑斕。
這些微生物墊主要由藍綠菌構成,這類原始單細胞生物沒有細胞核,卻能在地球最嚴酷的環境中生存。研究團隊特別關注的是:更複雜的真核生物是否也能在類似環境中存活?
為解答這個問題,研究人員採用雙管齊下的分析方法:一方面檢測微生物墊中的特定脂質「固醇」,另一方面分析核糖體RNA(rRNA)基因序列。結果發現,這些融水池中確實存在驚人多樣的真核生物,包括各種藻類、原生生物和微型動物。
胡賽因強調:「每個融水池的生態組成都不盡相同,但我們在所有樣本中都發現了主要真核生物類群的蹤跡。這些生物正是當年挺過雪球地球時期的真核生命後代。」
這項突破性研究證實,雪球地球時期的融水池可能就像冰封世界中的綠洲,孕育了後來演化出包括人類在內所有複雜生命的真核生物。研究成果已刊登於《自然通訊》期刊。
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參考文獻:胡賽因等(2025)。《來自南極雪球地球類比環境的多樣真核生物生命特徵》。《自然通訊》16卷,5315號;doi:10.1038/s41467-025-60713-5