據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)12月20日（北京時間）報道，化石有助于古生物學(xué)家編寫自那時起的生命進化史，但要繪制出早于寒武紀的30億年前的生命圖景，還非常困難。因為寒武紀前的軟體動物細胞很少留下化石印記，但這些早期的生命卻留下了一些微小的化石：DNA。麻省理工學(xué)院的生物學(xué)家利用現(xiàn)代基因組，在一系列基因進化規(guī)則之下重新構(gòu)造了古老的微生物，并鑒別出了許多跟氧氣有關(guān)的新基因，首次提出可能是氧氣的出現(xiàn)導(dǎo)致了“太古代大爆發(fā)”（Archean Expansion）。
 
　　研究人員埃里克·阿爾姆和博士生勞倫斯·戴維從100個現(xiàn)代基因組中找到了曾首次在地球上出現(xiàn)的數(shù)千個基因，并用這些基因生成了基因組化石，通過對基因組化石的研究，可以發(fā)現(xiàn)這些基因的出現(xiàn)時間和哪些微生物擁有這些基因。研究顯示，該基因組化石為33億—28億年前這段時間所有生命的共同基因組，而在此期間，地球現(xiàn)存基因族系中的27%已經(jīng)出現(xiàn)。他們將這一時期命名為“太古代大爆發(fā)”。

　　研究發(fā)現(xiàn)，直到25億年前，地球大氣中才出現(xiàn)了氧氣并逐漸積累，由此在“大氧化事件”中殺死了大量的厭氧生物。“大氧化事件”可能是細胞生命史中最大的悲劇事件，我們卻沒有它的任何生物記錄。

　　經(jīng)過進一步分析顯示，利用氧氣的基因直到28億年前“太古代大爆發(fā)”末期才出現(xiàn)，這更為基因化學(xué)家所設(shè)想的“大氧化事件”增加了證據(jù)。

　　研究人員認為，正是一種有氧光合作用，形成了“大氧化事件”中的氧氣，也形成了我們今天所呼吸的氧氣。太古代時期電子轉(zhuǎn)移（指細胞膜內(nèi)部的生物化學(xué)過程，伴隨著植物或微生物呼吸氧氣的光合作用而發(fā)生，由此直接固定來自于陽光的能量。）逐漸進化，經(jīng)過生命歷史的幾個關(guān)鍵階段，包括光合作用和呼吸，最終使大量的能量被固定下來，存儲在生物圈中。

　　“據(jù)我們的研究結(jié)果，尚不能判斷是否電子轉(zhuǎn)移的進化直接造成了‘太古代大爆發(fā)’。”戴維說，“但我們推測是出現(xiàn)了一種讓生物圈獲得大量的能量的方法，從而產(chǎn)生了更復(fù)雜的微生物系統(tǒng)�！�

　　通過分析與基因有關(guān)的金屬和分子，以及它們在長期內(nèi)的演變，戴維和阿爾姆也研究了“太古代大爆發(fā)”之后微生物基因組的進化。他們發(fā)現(xiàn)利用氧氣的基因比例越來越大，與銅和鉬相關(guān)的酶也是如此，這與地質(zhì)學(xué)的進化記錄相一致。