科学家重新审视了来自巴西的神秘5.4亿年前微体化石，推翻了关于早期动物生命的一项主要观点。这些曾被认为是由微小蠕虫状生物留下的遗迹，如今被认定为细菌和藻类的化石群落——其中部分化石的细胞和有机物质依然保存得惊人完好。
这项研究重点关注在巴西南马托格罗索州发现的化石，并发表在《冈瓦纳研究》期刊上。早期的研究将这些痕迹解释为蠕虫状生物或其他小型海洋动物在埃迪卡拉纪（紧随寒武纪大爆发之前）穿过海底沉积物的证据。
该研究的第一作者布鲁诺·贝克尔-克伯表示：“利用微米断层扫描和光谱技术，我们观察到这些微体化石具有细胞结构——有时保留了有机物质——这与该时期存在的细菌或藻类一致。这些并不是可能经过该区域的动物留下的痕迹。”他在圣保罗大学（USP）地球科学研究所和巴西能源与材料研究中心（CNPEM）进行博士后工作期间开展了这项研究，并获得了FAPESP的支持。
目前正在哈佛大学进行博士后研究的贝克尔-克伯解释说，如果这些痕迹确实是由动物留下的，它们将代表埃迪卡拉纪小型底栖动物的证据。小型底栖动物是长度小于一毫米的微小无脊椎动物。在如此古老的岩石中发现它们将大大推回这些生物的化石记录时间。
寒武纪大爆发前的远古海洋
埃迪卡拉纪发生在寒武纪大爆发之前，后者是一个主要的进化转折点，当时氧气水平的上升帮助复杂生物在地球海洋中迅速多样化。化石证据清楚地表明小型底栖动物存在于寒武纪，但新发现表明它们可能并未像一些科学家提出的那样在更早时期存在。
该项目是FAPESP支持的“拉普拉塔克拉通和西冈瓦纳”研究的一部分，由圣保罗大学地球科学研究所（IGc-USP）教授、该论文合著者米格尔·安杰洛·斯蒂普·巴塞协调。
另一位合著者，位于里奥克拉鲁的圣保罗州立大学（IGCE-UNESP）的卢卡斯·沃伦也获得了FAPESP的支持。
研究人员重新检查了在科伦巴收集的化石，并分析了来自博多奎纳山脉地区博尼图的最新研究材料。这两个地点都位于南马托格罗索州的塔门戈地层内。
这些岩石形成于冈瓦纳大陆形成最后阶段的大陆架浅海环境中，随后这个超大陆最终分裂形成了后来的南美洲和非洲地区。
同一个研究小组此前鉴定出了可能是已知最古老的地衣化石，该化石同样发现于南马托格罗索州，但其年代比当前研究中描述的细菌和藻类要晚。
高分辨率化石成像揭示了隐藏结构
为了更详细地研究化石，团队使用了位于坎皮纳斯的巴西能源与材料研究中心（CNPEM）粒子加速器设施——西里斯中的MOGNO线站。该技术使研究人员能够研究尺寸仅为几微米到几毫米的化石。
科学家们使用了微米断层扫描和纳米断层扫描技术，这些技术能够生成极小尺度的图像，包括微米（一毫米的千分之一）和纳米（一米的十亿分之一）。
贝克尔-克伯说：“当你有一个大样本并想对其内部结构进行成像时，获得的分辨率往往不足。MOGNO线站是世界上少数几个执行所谓的‘变焦断层扫描’的线站之一，我们可以聚焦于样本内部的某些东西，并在纳米尺度上对其进行分析，而无需破坏样本。”
他指出，早期将这些结构解释为动物痕迹的研究无法使用这种水平的成像技术。
研究人员还使用拉曼光谱技术检查了化石的化学成分。该技术在化石细胞壁内识别出了有机物质，加强了关于这些结构是保存下来的微生物体而非路过的动物留下的痕迹的解释。
巨大的远古细菌和藻类
一些化石样本含有黄铁矿，这是一种由铁和硫组成的矿物。根据样本的形状和化学性质，研究人员认为有些可能代表硫氧化菌，即在代谢过程中利用硫的生物。
贝克尔-克伯说：“这组细菌令人惊讶。有记录以来最大的一些细菌正好属于这一类。与我们通常对微观细菌的印象不同，某些物种的直径可以比一根头发还粗，并且肉眼可见。”
尽管化石没有保留足够的细节来鉴定确切的物种，但研究人员在多个采集点发现了保存下来的细胞、细胞壁内的分隔以及有机物痕迹。据研究小组称，如果这些结构仅仅是由移动的动物造成的扰动，这些特征就不会存在。
这些化石也出现在三种不同的尺寸范围内，表明多个物种可能一起生活在微生物群落中。最大的形式类似于绿藻或红藻，而较小的化石可能代表藻类、蓝细菌或硫氧化菌。
这位研究人员总结道：“存在凹凸的分隔、卷曲的丝状体、没有沉积物但含有有机物的细胞。这一证据更接近于细菌或藻类，而不是仅仅由动物造成的扰动痕迹。”
这些发现为科学家提供了寒武纪大爆发前世界的更清晰图景，并可能帮助研究人员更好地了解为复杂动物生命的兴起铺平道路的环境条件。