图宾根大学和哥廷根大学的一组研究人员发现，某些具有特征形状的矿物可能表明数十亿年前深海热液喷口或黑烟囱中细菌的活动。

这标志着我们在理解生命起源方面迈出了重要一步。这项研究由 Eric Runge 和 Jan-Peter Duda 教授(现都在哥廷根大学)以及蒂宾根大学的地球微生物学家 Andreas Kappler 教授和 Muammar Mansor 博士领导，发表在Communications Earth & Environment上。

地质记录显示，温泉在我们的星球上已经存在了至少 37.7 亿年。研究人员认为，由于温泉系统极其动态的物理和化学条件，温泉系统可能产生了有机物质和地球上第一个生命。人们认为太阳系的其他行星上也存在类似的系统，这表明那里也可能存在生命。

追踪进化路径

“为了了解生命的起源，我们正在追踪数十亿年前微生物的进化。为此，我们正在地球上最古老的岩石中寻找生命的痕迹，我们称之为生物印记，”埃里克·龙格解释道，在两位科学家搬到哥廷根大学之前，他在蒂宾根大学由 Jan-Peter Duda 领导的艾美诺特工作组中进行了研究。

龙格表示，目前尚不清楚岩石中的矿物质是由微生物等生物体的作用形成的，还是仅由化学和物理过程形成的。 “我们正在磨练对生物特征的搜索，更好地了解生物形成的矿物在漫长的地质时期如何变化，”他说。

一种特别有前景的生物特征是铁硫矿物黄铁矿——“愚人金”——在海底热液喷口中含量丰富。当磁铁矿与富含硫的流体发生反应时，黄铁矿可以直接形成，也可以由磁铁矿二次形成。至关重要的是，它以多种形式出现。

“在我们的分析中，黄铁矿以其特有的球形形式被证明特别有趣，其结构类似于覆盆子，”安德烈亚斯·卡普勒报告说。 “只有当起始材料磁铁矿由铁还原细菌形成时，它才会形成这种形状。”

在实验中重新创建

在没有空气的情况下，某些细菌可以通过将食物中的电子转移到氧气(不像人类和其他动物那样)，而是转移到氧化铁来生长和产生能量。还原后可形成磁铁矿;这一过程在当今海底热液喷口中普遍存在。

在实验中，研究小组现在模拟了磁铁矿如何与那里产生的富含硫的流体发生化学反应。为此，他们采用了细菌培养物中非生物形成的磁铁矿和生物形成的磁铁矿，并将它们分别暴露于当今黑烟民周围形成磁铁矿的细菌的极端栖息地的条件下。

“我们观察到非生物和生物磁铁矿在数小时内大部分溶解。然而，我们使用扫描电子显微镜在图宾根结构显微镜核心设施(TSM)进行的研究表明，几周后，转化产物显着不同，”龙格报告说。

“虽然在非生物磁铁矿实验中形成了黄铁矿晶体(分枝且形状像杉树)，但在生物磁铁矿实验中形成的黄铁矿更加球形。”卡普勒说，这种球形黄铁矿可以作为早期细菌生命的化石证据，“尤其是在我们星球上由温泉形成的最古老的岩石中。”

“然而，对生物特征的研究不仅仅与破译地球上生命的历史有关，”扬-彼得·杜达说。 “与海底类似的温泉可能会出现在土星的卫星土卫二上。如果那里有生命，那么很可能是微生物。像我们这样的研究为识别此类生物的痕迹提供了基础。”

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