统计物理与叠层石生长：古老难题的新视角

本文概述了我们近期从演化表面的统计物理学角度模拟微生物岩生长与形态的尝试。微生物岩源于微生物群落（微生物席）与环境相互作用。微生物席随时间演化形成内部层状的有机沉积结构（叠层石）。现代叠层石仅存在于少数几个地点，而古老的叠层石微生物岩在地球历史的大部分时间里是唯一的生命形式。它们以多种多样的生长形态存在，从近乎完美的锥体到分枝柱状结构。锥形结构是关于最古老生命证据的激烈争论的核心。我们提出了一个生物模型，该模型考虑了趋光性或趋触性生物膜向上生长与垂直于表面的矿物沉积之间的关系。这些过程足以解释许多古老叠层石的生长与形态，包括穹顶状叠层石和具有典型Conophyton加厚顶端区域的锥形结构。当光效应主导矿物沉积时，会形成更棱角分明的锥形结构，类似于被声称是最古老宏观生命证据的叠层石。