化石并不总是像恐龙一样大。微化石是指一种非常小的化石，只有用显微镜才能看到。这些微化石可以帮助我们了解早期生命形式何时以及如何发展出基本特征——最终让我们能够研究生命的进化。

揭开古代生命的面纱新方法揭示早期细胞和代谢进化

为了分析这些微化石，东北大学的石田秋津领导的研究小组与东京大学和高知大学的专家合作开发了一种开创性的分析方法。该研究结果于2024年9月20日发表在《科学报告》上。

“为了分析微化石，科学家必须检测出磷和钼等微量的关键元素，”石田解释说，“然而，到目前为止，这已被证明具有挑战性。”

他们的工作重点是19亿年前的冈弗林特微化石，这些化石被称为微化石研究的“标准”。该团队采用了一种新颖的方法，将这些微化石固定在一种特殊涂层的玻璃载玻片上(ITO玻璃)，以便使用光学和电子显微镜进行综合观察。

ITO玻璃是一种涂有薄层氧化铟锡(ITO)的玻璃板。这种金属氧化物导电涂层不仅适用于电子显微镜和二次离子质谱(SIMS)，还可以进行光学观察。由于其透明度高，可以检查微化石的内部结构。

这种方法还能精确检测微化石中的微量元素。换句话说，它能够清楚地检测出与背景“噪音”基准水平形成对比的真实含量。例如，磷也自然存在于沉积岩中，因此能够分辨出两者的区别非常重要。

通过克服岩石元素和化石固定材料的干扰，研究人员利用NanoSIMS(高空间分辨率二次离子质谱仪)成功鉴定出极低含量的磷和钼。该设备可以对除稀有气体外的几乎所有元素进行成像，具有小于一微米的超高空间分辨率。

他们对微化石轮廓上磷元素的分析表明，这些古代微生物已经拥有与现代生物相似的磷脂细胞膜。此外，微化石体内钼的存在表明可能存在固氮代谢酶，这与之前将这些微化石鉴定为蓝藻的报告一致。

这种创新方法的独特之处在于它能够对同一样本进行一致的观察和分析。它为理解地球上的生命如何进化提供了重大进展，为古代微生物的细胞膜和代谢过程提供了直接证据。

该技术不仅适用于微化石，也适用于含有极少量有机物的早期地球地质样本。它为分析更古老的地质时期开辟了道路。此外，它还扩展到铜、镍和钴等微量元素，这些元素可以揭示代谢模式。

该发现有望为早期生命进化研究树立新的标准，并最终有助于解答生命何时何地起源以及如何在地球上进化等深刻问题。