当孩子问「世界上最古老的化石」该如何回答?
孩子问“世界上最古老的化石”，这个问题挺有意思的！它能带我们进行一次穿越时光的奇妙旅程。
咱们先得明白，什么是“化石”？简单来说，化石就是古代生物遗体或者它们活动的痕迹，经过漫长的时间（通常是几百万年甚至更久），在地质作用下保存下来的东西。就像我们埋下种子，时间久了它可能变成一块石头，但它里面的生物信息却被完整地记录下来了。
所以，当孩子问“世界上最古老的化石”时，其实是在问：我们人类目前发现的，那个记录着生命最古老证据的“东西”是什么？
要回答这个问题，得从几个方面来聊：
1. 不是一颗“石头”，而是更微观的证据：
很多时候，我们一想到化石，脑海里可能浮现的是恐龙骨骼、三叶虫或者古代贝壳。这些当然是化石，但它们相对来说算是“年轻”的。
地球已经有大约46亿年的历史了，而我们今天看到的这些相对复杂的生物，出现在地球上的时间其实是很晚的。在生命诞生初期，地球上只有最简单的生命形式——微生物。所以，最古老的化石，实际上就是记录着这些微生物活动的证据。
2. 最古老的生命痕迹：
目前科学家们公认的，最古老的生命痕迹化石，主要是一些叫做叠层石（Stromatolites）的东西。
叠层石长什么样？ 它们不是像恐龙骨头那样有一个清晰的“身体”轮廓。叠层石更像是由一层层细小的纹路堆积而成的岩石结构，有点像年轮一样，一层一层往上长。
它们是怎么形成的呢？ 叠层石不是直接由微生物的“身体”形成的，而是微生物的“作品”。生活在古代浅海、湖泊或者沼泽里的微生物（主要是蓝细菌，一种非常古老的细菌）会形成一层黏黏的生物膜。当水中的矿物质（比如碳酸钙）或者沙子落在这些黏膜上时，就会被粘住，然后微生物又长出一层新的黏膜，再粘住新的矿物质或沙子，就这样一层一层地向上生长。随着时间的推移，这些被微生物活动改变并沉积下来的物质，就形成了我们现在看到的叠层石。
它们有多古老？ 科学家们在澳大利亚西部的一些岩石中，发现了大约35亿年前（甚至有些证据指向37亿年前）的叠层石。想象一下，那是多么遥远的年代！那时候的地球，和我们现在看到的样子可能完全不一样，没有高大的树木，没有飞翔的鸟儿，甚至可能都没有陆地生物，只有一片汪洋大海和一些最简单的生命。
3. 再往前一点点：化学证据
更令人惊奇的是，在一些更古老的岩石中（大约40亿年前的岩石），科学家们甚至发现了一些化学上的证据，表明可能存在过生命。
比如，有些岩石中发现的碳同位素比例，和生物体内碳的比例非常相似。生物在新陈代谢的过程中，会优先利用一种叫做碳12的碳原子，而留下更多的碳13。如果在极古老的岩石里发现了这种“生物性”的碳，那就可能暗示着在那个时期，就已经有生物活动了，即使我们找不到它们的具体形态。这些属于比较间接的证据，但它们不断将生命起源的探寻推向更早的时期。
所以，回到孩子的问题：
如果孩子问“世界上最古老的化石是什么？”，你可以这样解释：
“宝贝，你问的这个问题特别棒！它就像在问，地球上第一个住客是谁留下的痕迹一样。
我们现在知道，地球很大很大，有大概46亿岁的年龄了。而我们现在看到的很多动物和植物，比如恐龙，也才出现几亿年前。在那之前，地球上就已经有了生命，但它们非常非常非常小，小到我们用肉眼根本看不到，它们就是微生物，比如一种叫做蓝细菌的小东西。
这些微生物非常古老，它们留下的最古老的痕迹，不是骨头，也不是贝壳，而是一种叫做叠层石的岩石。
你可以想象一下，很久很久很久以前，地球上有很多浅浅的海水。那时候，有很多微小的蓝细菌，它们就像一群勤劳的小工匠，它们会分泌出一种黏黏的东西，然后把水里的一些小沙子或者矿物质粘住。接着，它们又长出一层新的黏黏的东西，再粘住新的沙子和矿物质，就这样一层一层、一圈一圈地堆积起来，就像石头做的千层饼一样。经过几十亿年的时间，这些叠层石就形成了。
科学家们在澳大利亚的岩石里，找到了大概35亿年前（甚至更久远）的叠层石。你想想看，35亿年前！那个时候，别说人类了，连恐龙都没有呢！地球上可能只有大海和这些最最古老的生命在活动。
所以，如果说‘最古老的化石’，那 most likely 就是这些记录着最早微生物活动的叠层石啦！它们是生命诞生初期最直接的证明。”
补充一点给家长的话：
在跟孩子解释时，可以根据孩子的年龄和理解能力来调整深度。关键是传递“生命是循序渐进的，从简单到复杂，最古老的生命是微小的，它们的痕迹也可能和我们想象中的不同”这个概念。也可以借机激发孩子对科学、对地球历史的兴趣。比如，可以问问他们：“你觉得35亿年前的地球会是什么样子呀？”或者“我们还能找到更古老的生命痕迹吗？”
咱们先得明白，什么是“化石”？简单来说，化石就是古代生物遗体或者它们活动的痕迹，经过漫长的时间（通常是几百万年甚至更久），在地质作用下保存下来的东西。就像我们埋下种子，时间久了它可能变成一块石头，但它里面的生物信息却被完整地记录下来了。
所以，当孩子问“世界上最古老的化石”时，其实是在问：我们人类目前发现的，那个记录着生命最古老证据的“东西”是什么？
要回答这个问题，得从几个方面来聊：
1. 不是一颗“石头”，而是更微观的证据：
很多时候，我们一想到化石，脑海里可能浮现的是恐龙骨骼、三叶虫或者古代贝壳。这些当然是化石，但它们相对来说算是“年轻”的。
地球已经有大约46亿年的历史了，而我们今天看到的这些相对复杂的生物，出现在地球上的时间其实是很晚的。在生命诞生初期，地球上只有最简单的生命形式——微生物。所以，最古老的化石，实际上就是记录着这些微生物活动的证据。
2. 最古老的生命痕迹：
目前科学家们公认的，最古老的生命痕迹化石，主要是一些叫做叠层石（Stromatolites）的东西。
叠层石长什么样？ 它们不是像恐龙骨头那样有一个清晰的“身体”轮廓。叠层石更像是由一层层细小的纹路堆积而成的岩石结构，有点像年轮一样，一层一层往上长。
它们是怎么形成的呢？ 叠层石不是直接由微生物的“身体”形成的，而是微生物的“作品”。生活在古代浅海、湖泊或者沼泽里的微生物（主要是蓝细菌，一种非常古老的细菌）会形成一层黏黏的生物膜。当水中的矿物质（比如碳酸钙）或者沙子落在这些黏膜上时，就会被粘住，然后微生物又长出一层新的黏膜，再粘住新的矿物质或沙子，就这样一层一层地向上生长。随着时间的推移，这些被微生物活动改变并沉积下来的物质，就形成了我们现在看到的叠层石。
它们有多古老？ 科学家们在澳大利亚西部的一些岩石中，发现了大约35亿年前（甚至有些证据指向37亿年前）的叠层石。想象一下，那是多么遥远的年代！那时候的地球，和我们现在看到的样子可能完全不一样，没有高大的树木，没有飞翔的鸟儿，甚至可能都没有陆地生物，只有一片汪洋大海和一些最简单的生命。
3. 再往前一点点：化学证据
更令人惊奇的是，在一些更古老的岩石中（大约40亿年前的岩石），科学家们甚至发现了一些化学上的证据，表明可能存在过生命。
比如，有些岩石中发现的碳同位素比例，和生物体内碳的比例非常相似。生物在新陈代谢的过程中，会优先利用一种叫做碳12的碳原子，而留下更多的碳13。如果在极古老的岩石里发现了这种“生物性”的碳，那就可能暗示着在那个时期，就已经有生物活动了，即使我们找不到它们的具体形态。这些属于比较间接的证据，但它们不断将生命起源的探寻推向更早的时期。
所以，回到孩子的问题：
如果孩子问“世界上最古老的化石是什么？”，你可以这样解释：
“宝贝，你问的这个问题特别棒！它就像在问，地球上第一个住客是谁留下的痕迹一样。
我们现在知道，地球很大很大，有大概46亿岁的年龄了。而我们现在看到的很多动物和植物，比如恐龙，也才出现几亿年前。在那之前，地球上就已经有了生命，但它们非常非常非常小，小到我们用肉眼根本看不到，它们就是微生物，比如一种叫做蓝细菌的小东西。
这些微生物非常古老，它们留下的最古老的痕迹，不是骨头，也不是贝壳，而是一种叫做叠层石的岩石。
你可以想象一下，很久很久很久以前，地球上有很多浅浅的海水。那时候，有很多微小的蓝细菌，它们就像一群勤劳的小工匠，它们会分泌出一种黏黏的东西，然后把水里的一些小沙子或者矿物质粘住。接着，它们又长出一层新的黏黏的东西，再粘住新的沙子和矿物质，就这样一层一层、一圈一圈地堆积起来，就像石头做的千层饼一样。经过几十亿年的时间，这些叠层石就形成了。
科学家们在澳大利亚的岩石里，找到了大概35亿年前（甚至更久远）的叠层石。你想想看，35亿年前！那个时候，别说人类了，连恐龙都没有呢！地球上可能只有大海和这些最最古老的生命在活动。
所以，如果说‘最古老的化石’，那 most likely 就是这些记录着最早微生物活动的叠层石啦！它们是生命诞生初期最直接的证明。”
补充一点给家长的话：
在跟孩子解释时，可以根据孩子的年龄和理解能力来调整深度。关键是传递“生命是循序渐进的，从简单到复杂，最古老的生命是微小的，它们的痕迹也可能和我们想象中的不同”这个概念。也可以借机激发孩子对科学、对地球历史的兴趣。比如，可以问问他们：“你觉得35亿年前的地球会是什么样子呀？”或者“我们还能找到更古老的生命痕迹吗？”
网友意见
目前已经找到的地球上最古老的生物化石是约 34.8 亿年前[1]到 35 亿年前[2]的细菌变成的：
- 澳大利亚西部业已找到的最古老的蓝菌叠层石。
最新的叠层石仍在澳大利亚西海岸继续形成：
蓝菌之类生物进行光合作用，减少水中溶解的二氧化碳，产生碳酸钙沉淀。这些沉淀被继续生长的蓝菌包裹，那上面又产生新的碳酸钙沉淀。这个过程不断进行，出现了一层层菌体与沉淀物的复合体，就是生物性叠层石。
非生物因素也可以形成叠层石。“如何有效辨识生物性与非生物叠层石”是地质学和古生物学的研究课题之一[3]。地球上有许多前寒武纪生物性叠层石，较早的可能由蓝菌产生，较晚的可能由早期真核绿藻产生。
此外，含有小型同心层结构的松节石也是细菌化石。在这些之外，细菌化石很少出现在微晶石英之外的岩石中，但也有一些页岩夹带细菌化石。
目前已经找到的地球上最古老的疑似生物活动痕迹看起来也是细菌留下的：
- 2017 年，科学家在加拿大魁北克的岩石中发现了 37.7 亿年前到 42.8 亿年前的筒状微小纤维状构造，可能是远古海底热泉喷口处的微生物的活动痕迹[4]。
此外，格陵兰西岸的一些古老石头包含有 37 亿到 38 亿年历史的石墨，可能是那时的有机物变成的[5]。它们也有生物成因的证据[6]，可能是曾生长在沿海浅水区域的细菌生物膜。
参考
- ^ https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2013.1030
- ^ 发现时的新闻： https://www.sciencealert.com/those-3-5-billion-year-old-fossils-in-australian-rocks-really-are-fossils-new-study-finds
- ^ https://www.nationalgeographic.com/science/2018/10/news-oldest-stromatolite-fossilized-life-rocks-greenland/
- ^ http://eprints.whiterose.ac.uk/112179/1/ppnature21377_Dodd_for%20Symplectic.pdf
- ^ https://www.nature.com/articles/333313a0
- ^ https://www.semanticscholar.org/paper/Evidence-for-biogenic-graphite-in-early-Archaean-Ohtomo-Kakegawa/c293044eed458e8149a0d7c6dc8a34a9bbffc9d5
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