MIT成功破译5亿年前分子密码，远古海绵或为地球动物起源始祖

摘要：近日，麻省理工学院（MIT）地球化学家团队在科学界投下了一枚重磅“炸弹”，于权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表了一项具有里程碑意义的最新研究成果。该研究犹如一把精准的钥匙，成功打开了距今 5.41 亿年前那扇神秘的生命之门，发现了化学化石这一珍贵的

近日，麻省理工学院（MIT）地球化学家团队在科学界投下了一枚重磅“炸弹”，于权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表了一项具有里程碑意义的最新研究成果。该研究犹如一把精准的钥匙，成功打开了距今 5.41 亿年前那扇神秘的生命之门，发现了化学化石这一珍贵的“时间胶囊”，为“现代海绵的祖先极有可能是地球上最早出现的动物之一”这一观点提供了坚实有力的证据。这一发现不仅极大地拓展了人类对生命起源这一宏大命题的认知边界，更如同在黑暗中点亮了一盏明灯，为深入理解地球早期复杂生命的演化历程开辟了全新的道路，提供了极为关键的线索。

在人们传统且根深蒂固的认知里，化石往往被视作骨骼、贝壳或遗骸等能够用肉眼清晰观察到的硬质遗迹，它们如同历史的“刻痕”，静静地诉说着远古时代的故事。然而，在本次具有开创性的研究中，科学家们将目光投向了更为神秘且隐晦的领域——被称为“化学化石”的分子残迹。这些化学化石就像是隐藏在岁月深处的“密码”，等待着科学家们去破译。

所谓化学化石，是指古代生物体分子在历经被埋藏于地下、承受巨大的压力被压缩以及漫长的地质转化等一系列复杂过程后，即便跨越了数亿年的漫长时光，依然顽强保留下来的化学信号。这些信号如同生命的“指纹”，承载着远古生物的独特信息。研究团队在精心采集和分析的样本中，惊喜地发现了一类名为“甾烷”的化合物。甾烷是甾醇经过漫长地质岁月形成的稳定地质形式，而甾醇在复杂生物的细胞膜中广泛存在，就如同人类体内的胆固醇，是生命活动不可或缺的重要组成部分。

MIT 团队凭借着敏锐的科学洞察力和严谨的研究态度，将这些特殊的甾烷成功追溯到“海绵纲”（demosponges）的一类海绵。这类海绵宛如海洋中的精灵，至今仍在全球广袤的海洋中广泛分布，它们形态万千，有的如同轻盈的云朵，有的好似绚丽的珊瑚，色彩丰富得如同调色板，依靠柔软的身体进行过滤摄食，在海洋生态系统中扮演着独特的角色。研究人员依据现有的发现推测，它们的远古祖先或许同样拥有柔软无骨的身躯，悠然自得地生活在史前的浅海之中，随着海浪轻轻摇曳。

“我们虽然无法借助现有的技术完全重现这些古代海绵的精确样貌，但可以无比肯定的是，它们一定生活在海洋里，身体柔软得如同丝绸，没有坚硬的硅质骨架。”MIT 地球、大气与行星科学系荣休教授 Roger Summons 满怀感慨地说道。他的话语仿佛将我们带回到了那个神秘而遥远的史前海洋世界。

这项最新成果并非凭空而来，而是建立在多年坚持不懈的研究基础之上。早在 2009 年，Summons 团队就在阿曼的古岩石中发现了异常丰富的 30 碳（C30）甾烷。这些神秘的分子如同一个个小小的问号，引发了科学家们的深入思考。他们大胆推测，这些分子很可能来源于远古海绵。由于这些岩石形成于埃迪卡拉纪（约 6.35 亿年至 5.41 亿年前），也就是著名的寒武纪大爆发之前，这一发现犹如一颗投入平静湖面的石子，激起了层层涟漪，暗示着海绵可能是最早的动物之一，比大多数多细胞生命出现得更早。

然而，当年的这一结论犹如一颗重磅炸弹，在学界引发了激烈的争议。批评者们如同严谨的“检察官”，提出了各种质疑。他们认为，C30 甾烷也可能来源于其他生物群，甚至有可能是无机过程的副产物。海绵是否真的留下了独特的分子印记？这个问题如同一个巨大的谜团，多年来一直悬而未决，困扰着无数的科学家。

在本次最新研究中，团队展现出了无畏的科学探索精神，他们不辞辛劳地采集了来自阿曼、西印度和西伯利亚的钻探样本和露头岩石，这些样本的年代均可追溯至埃迪卡拉纪，仿佛是一本本古老的史书，记录着那个遥远时代的生命信息。在仔细的分析过程中，他们惊喜地发现了新的“化学化石”—— 31 碳（C31）甾烷。这一发现如同在黑暗中找到了新的方向，为解开谜团带来了新的希望。

研究人员进一步深入分析发现，这种罕见的甾烷同样可由海绵合成，并且与此前发现的 C30 甾烷一样，都源自海绵特有的基因和酶。这意味着，C31 甾烷和 C30 甾烷携手构成了远古海绵留下的独特分子“签名”，如同远古生物留给后世的“身份密码”。

论文第一作者、现任加州理工学院研究员 Lubna Shawar 激动地表示：“这些分子其实一直都在那里，静静地等待着我们去发现。只是过去我们没有问对问题，也没有从正确的角度去寻找。现在，我们终于能够更清晰地理解它们的来源和意义，仿佛揭开了一层神秘的面纱。”

为了确保研究结果的可靠性，研究团队可谓是煞费苦心。他们不仅对古老岩石进行了深入细致的研究，还在现代海绵样本中成功找到了 C31 甾醇的存在。更进一步的是，他们在实验室里精心合成了 8 种不同的 C31 甾醇作为参照，并模拟了其在沉积、埋藏和地质压力下的长期转化过程。这一系列严谨的实验如同搭建了一座坚固的科学桥梁，将过去与现在紧密连接起来。

实验结果显示，只有其中两种人工合成的甾烷与古岩石中发现的完全一致，而另外六种均未出现。这一结果犹如一记响亮的“证据之锤”，有力地表明，这些分子不可能是随机的地质副产物，而几乎可以肯定是远古生物留下的真实信号，为研究的可靠性提供了坚实的保障。

Summons 教授总结道：“这是岩石中的证据、现代海绵的证据，以及实验室合成的证据，三者如同三根坚固的支柱，互相印证，共同指向同一个结论：这些海绵很可能是地球上最早的动物。”这一结论如同在生命起源的画卷上添上了浓墨重彩的一笔。

这项研究的重要性远远不止于确认了远古海绵的存在。它更在于提供了一个科学、严谨且可行的方法，如同为科学家们配备了一把精准的“筛子”，用来区分真正的生物标志物与污染或非生物化学过程。这对于生命起源和演化研究来说，无疑是一场革命性的突破。

“我们展示了如何验证一个生物标志物，确保它确实来自生命，而不是来自环境的噪音。”Shawar 补充说道。她的话语让我们深刻认识到这项研究对于科学探索的深远意义。

随着 C30 和 C31 甾烷被确认为古代海绵的可靠信号，研究团队如同勇敢的探险家，计划在全球更多地区寻找这些化学化石。他们希望通过不断的探索，进一步缩小时间范围，解答“第一批动物究竟何时出现在地球上”这一核心问题，为人类揭开生命起源的神秘面纱。

此次研究由 MIT、加州理工学院、加州大学河滨分校、康奈尔大学、瑞典乌普萨拉大学、美国纽约州立大学环境科学与林业学院等多家顶尖机构的科学家联合完成，可谓是强强联合。并且得到了 MIT Crosby 基金、NASA 天体生物学计划、Simons 生命起源合作计划等多方的大力支持，这些支持如同坚实的后盾，为研究的顺利进行提供了有力的保障。相信在科学家们的不懈努力下，我们终将揭开生命起源的更多奥秘，领略到宇宙中生命诞生的神奇与伟大。