Tajemnicze struktury: W północnej Kanadzie naukowcy odkryli mikroskamieniałości, które mogą pochodzić z najstarszych form życia na naszej planecie – mających około czterech miliardów lat. Ślady skamieniałości składają się z równoległych włókien wychodzących ze wspólnej łodygi, przeplatanych setkami owali. Zdaniem zespołu z czasopisma Science Advances złożonej struktury i składu chemicznego tych struktur nie można wyjaśnić wyłącznie za pomocą procesów abiotycznych.

Kiedy i gdzie po raz pierwszy pojawiło się życie na Ziemi? Jak dotąd nie jest to jasne, ponieważ prawie nie ma jednoznacznych skamieniałości. Dlatego naukowcy opierają się na pośrednich wskazówkach – na przykład na związkach chemicznych, które normalnie powstają w wyniku aktywności żywych komórek, lub na kołowych lub nitkowatych strukturach widocznych w skale. Takie możliwe mikroskamieniałości zostały znalezione między innymi w skałach, które mają 3,5 miliarda lat w Australii I w Pasie Zielonego Kamienia, który ma 3,7 miliarda lat Grenlandia Odkryć.

Nadal Najstarsze możliwe efekty życia W 2017 roku w Quebecu w Kanadzie naukowcy odkryli: W liczącej od 3,75 do 4,28 miliarda lat formacji skalnej Nuvvuagittuq natknęli się na nitkowate, częściowo rozgałęzione włókna hematytu, które zinterpretowali jako mikroskamieniałości. Jednak: zarówno te, jak i inne potencjalne skutki życia są kontrowersyjne, ponieważ abiotyczne procesy geochemiczne mogą również wytwarzać podobne struktury. Są one również znane jako „ogrody chemiczne”.

Świeże spojrzenie na starożytne skamieliny

Ale czy skamieniałe pomniki z Quebecu to tylko abiotyczne pseudoskamieniałości? Aby to zweryfikować, naukowcy pod kierunkiem Dominica Papineau z University College London zbadali więcej próbek skał z pasa skalnego Nuvvuagittuq. Za pomocą mikroskopii i analizy wiązką jonów prześwietlili próbkę skały wielkości pięści i stworzyli tysiące obrazów jej wewnętrznego działania.

Dzięki tym skanom naukowcy stworzyli trójwymiarowy model mikroskamieniałości znalezionych w skale w wysokiej rozdzielczości. Ponadto przeanalizowali skład chemiczny i mineralny odcinków skalnych o grubości 100 μm z tych próbek przy użyciu różnych metod mikroskopowych i spektroskopowych.

Złożone i wieloaspektowe struktury

Rezultat: znane już wątki są w rzeczywistości częścią większej, bardziej złożonej struktury. W jego środku znajduje się pęd o długości nieco mniej niż centymetra, z którego rozgałęziają się cienkie, równoległe gałązki. Papineau i współpracownicy donoszą, że te zwinięte włókniste rozszerzenia mają 16 μm grubości i do 100 μm długości. Pomiędzy tymi włóknami znajduje się kilka krótszych włókien i setki owalnych struktur o długości około 120 μm.

„Te nieregularne elipsoidy występują w grupach i zwykle są ułożone liniowo i równolegle do wątków” – napisał zespół. Ponadto istnieją również nieco większe struktury w kształcie rozety i kule o włóknistej strukturze wewnętrznej. Wszystkie struktury zawierają minerały tlenku żelaza, podobne do tych wytwarzanych obecnie przez bakterie przetwarzające żelazo, oraz węgiel w postaci grafitu.

Nie da się tego wytłumaczyć czysto abiotycznie

Zdaniem naukowców złożony kształt i skład nowo odkrytych struktur sugerują, że przynajmniej część z nich mogła powstać biologicznie. „Chociaż eksperymenty abiotyczne mogą wyjaśnić niektóre z prostszych cech wiązek włókien, żadnej z tych cech nie znaleziono w badanych przez nas próbkach” – piszą Babineau i współpracownicy. „Włókna hematytu znalezione w skałach Nuvvuagittuq nie pasują do obserwacji ze znanych ogrodów chemicznych”.

Porównania wskazują, że takie procesy abiotyczne nie mogą wytworzyć tak złożonych, równoległych struktur rozgałęzionych. Zespół wyjaśnia, z drugiej strony, że te rozgałęzione formy wielu skamieniałości drobnoustrojów są znane z najnowszej historii Ziemi. Obejmują one wpływ bakterii utleniających żelazo na kominy hydrotermalne w zatopionych obszarach wulkanicznych.

Silne wskazanie wczesnego życia

Jest więc prawdopodobne, zdaniem naukowców, że mikrostruktury w starożytnych skałach Nuvvuagittuq faktycznie pochodziły od wczesnych organizmów. „Nasze badanie silnie sugeruje, że różne typy bakterii istniały na Ziemi między 3,75 a 4,28 miliarda lat temu” – mówi Babino. „Oznacza to, że życie mogło ewoluować około 300 milionów lat temu po uformowaniu się Ziemi – szybko jak na standardy geologiczne”.

Gdyby zostało to potwierdzone, miałoby to również daleko idące znaczenie dla poszukiwania życia pozaziemskiego. Ponieważ odkrycia takich starożytnych reliktów żywych organizmów sugerują, że pierwsze prymitywne formy życia mogły ewoluować stosunkowo niedługo po utworzeniu planety. „Jeżeli życie może ewoluować tak szybko w odpowiednich warunkach, zwiększa to szansę, że istnieje również życie na innych planetach” – mówi Papineau. (Postępy Nauki, 2022; doi: 10.1126/sciadv.abm2296)

Źródło: University College London

14 kwietnia 2022

– Nadia Podebrigar