Geolodzy wykazali, że fragmenty grafitu powstałe na dnie oceanu pierwotnego trzy i pół miliarda lat temu stanowią ślady istnienia archeonów - jednego z dwóch głównych rodzajów mikrobów na Ziemi, jak podaje czasopismo PNAS.
„Nasze pomiary frakcji izotopów wykazały, że te skamieniałości są wyraźnie pochodzenia biologicznego. Nie mamy bezpośrednich dowodów na to, że życie mogło istnieć już 4,3 miliarda lat temu, ale nie ma powodu, aby sądzić, że było to w zasadzie niemożliwe i planujemy to przetestować w przyszłości”- powiedział John Wally z University of Wisconsin na Madison (Stany Zjednoczone).
Ziemia przed początkiem czasu
Pierwsze organizmy pojawiły się na Ziemi w erze archeańskiej, ale nie ma ogólnie przyjętego punktu widzenia, kiedy i jak to się stało. Jak dotąd znaleziono tylko kilka skamieniałości, że mikroby istniały w pierwotnym oceanie około 3,4 miliarda lat temu, ale wielu naukowców uważa, że życie mogło powstać znacznie wcześniej.
W 2015 roku japońscy geolodzy badający próbki grafitu z formacji Isua, utworzonej 3,7 miliarda lat temu na Grenlandii, odkryli ślady istnienia życia już w tym czasie. Pierwszy jednoznaczny dowód na to został odkryty w zeszłym roku, a rok wcześniej naukowcy odkryli w Australii ślady istnienia organizmów na Ziemi jeszcze wcześniej - cztery miliardy lat temu.
Wielu geologów, jak zauważa Wally, zasadniczo nie zgadza się z takimi szacunkami i uważa, że stało się to znacznie później - 2,5-3 miliardy lat temu. Często krytykują takie znaleziska, zwracając uwagę, że złoża grafitu i innych, przypuszczalnie skał biogennych mogły powstać bez udziału drobnoustrojów, a ślady bakterii i archeonów mogły zostać wyryte przez wyobraźnię badaczy.
Wally i jego koledzy próbowali udowodnić, że sceptycy się mylili. W tym celu zbadali skład izotopowy i chemiczny złóż grafitu znalezionych w Pilbarze w zachodniej Australii trzy dekady temu.
Film promocyjny:
Osady te utworzyły się około 3,5 miliarda lat temu w płytkich wodach oceanu pierwotnego, o czym świadczą skały otaczające grafit. Charakteryzują się włóknistymi strukturami, podobnymi do wielu „sklejonych” drobnoustrojów.
„Mówiące” izotopy
Geolodzy zwrócili uwagę na dobrze znany fakt: nieco inny udział izotopów węgla jest charakterystyczny dla organizmów żywych i ich pozostałości niż dla złóż nieożywionej materii organicznej. Umożliwia to jednoznaczne ustalenie pochodzenia niektórych skał osadowych.
Pozostałości starożytnych archeonów znalezionych w zachodniej Australii / PNAS.
Kierując się tym pomysłem, naukowcy wycięli małe warstwy z kawałków grafitu znalezionych w Pilbar i oświetlili je akceleratorem cząstek. Byli więc w stanie dokładnie obliczyć liczbę atomów węgla-12 i węgla-13 w domniemanej „bakterii” i otaczającej materii pochodzenia nieorganicznego.
„Granice między drobnoustrojami a osadami nieorganicznymi idealnie pasowały do lokalizacji stref z różnymi frakcjami izotopów węgla. Jeśli te struktury nie są pochodzenia biogennego, to takich różnic nie można wyjaśnić. Proporcje węgla-13 i węgla-12 w tych szczątkach są idealnie dopasowane do tego, jak drobnoustroje metabolizują i jak ogólnie żyją”- kontynuuje Wally.
Te same pomiary, jak zauważa geolog, po raz pierwszy wskazały, że naukowcy nie mają do czynienia z pierwszymi bakteriami, ale archeonami - odległymi krewnymi współczesnych gronkowców, E. coli i innymi przedstawicielami mikrokosmosu, które są nieco bliższe wielokomórkowym stworzeniom niż inne drobnoustroje. Co więcej, stosunkowo niski udział węgla-13 w szczątkach sugeruje, że te mikroorganizmy żywiły się metanem, który był wówczas obfity w atmosferze.
Odkrycie to przesuwa czas pojawienia się archeonów o prawie 800 milionów lat - wcześniej naukowcy uważali, że pojawiły się one znacznie później niż bakterie, około 2,7 miliarda lat temu. Tak więc, mówi Wally, życie ewoluowało znacznie szybciej niż przewidywano i mogło pojawić się niemal jednocześnie z narodzinami planety.