Cele mai vechi fosile găsite vreodată, arată că viaţa a apărut mult mai înainte

Cercetătorii de la UCLA şi Universitatea din Wisconsin-Madison au confirmat că fosilele descoperite într-o bucată de rocă, veche de 3,5 miliarde de ani, în Australia de Vest, sunt cele mai vechi fosile găsite vreodată şi, firește, cele mai vechi dovezi directe ale vieţii pe Pământ.

Studiul, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences, a fost condus de J. William Schopf, profesor de paleobiologie la UCLA, şi  John W. Valley, profesor de geologie la Universitatea din Wisconsin-Madison.

Cercetarea s-a bazat pe noua tehnologie şi expertiză științifică dezvoltată de cercetătorii din laboratorul Universităţii Wisconsin Madison WiscSIMS.

Studiul descrie 11 specii microbiene din cinci taxoni separați,  ce leagă morfologiile lor cu semnele chimice care sunt caracteristice vieții.

Unele reprezintă bacterii şi microbi care au dispărut, numiți Archaea, în timp ce altele, sunt similare cu speciile microbiene găsite astăzi.

Vedeţi şi: Peşterile de cristale Naica susţin viaţă care doarme de zeci de mii de ani

De asemenea, constatările sugerează despre faptul cum fiecare din ele ar fi putut supraviețui pe o planetă fără oxigen.

Microfosilele – sunt numite astfel, deoarece ele nu pot fi clar văzute cu ochiul liber – ele au fost pentru prima dată descrise în revista Science în 1993 de către Schopf şi echipa sa, care le-a identificat după formele unice ale fosilelor, cilindrice şi filamentoase.

Schopf, directorul Centrului pentru Studiul Evoluţiei şi Originii Vieţii de la UCLA, a publicat dovezi suplimentare privind identitatea lor biologică în 2002.

El a colectat o rocă, în care au fost găsite aceste fosile în anul 1982, din depozitul de silex Apex din Australia de Vest, unul din puținele locuri de pe planetă unde s-au păstrat dovezi geologice ale Pământului timpuriu.

Aceasta, în mare parte se datorează faptului că  rocile nu a fost supuse unor procese geologice ce le-ar putea modifica, să le acopere şi să le încălzească excesiv datorită activității plăcilor tectonice.

Dar, interpretările anterioare ale lui Shopf au fost contestate. Criticii susțineau că acestea sunt doar minerale ciudate care pur şi simplu arată ca specii biologice.

Cu toate acestea, spune Valley, noile descoperiri fac aceste îndoieli neîntemeiate; microfosilele sunt într-adevăr biologice.

„Eu cred că aceasta este stabilit”, spune el (en).

Folosind un spectrometru de masă ionică secundară (secondary ion mass spectrometer  – SIMS), la Universitatea Wisconsin-Madison numit IMS-1280 – unul din puținele de astfel de instrumente din lume – Valley şi echipa sa, inclusiv departamentul geo-științificilor Kouki Kitajima și Michael Spicuzza, au reuşit să separe carbonul, din care este compusă fiecare fosilă, în izotopii săi constituenți şi să măsoare proporțiile lor.

Izotopii sunt versiuni diferite ale aceluiași element chimic, care variază după masele lor. Diferite substanţe organice – fie în rocă, fie în microb sau animal – conţin o proporție stabilă a izotopilor de carbon.

Folosind SIMS, echipa lui Valley a reușit să separe carbonul-12 de carbonul-13 din fiecare fosilă şi să măsoare raportul lor, comparându-le cu standardul de izotopi de carbon cunoscut şi cu o secțiune din roca în care au fost găsite fosilele, dar nu le conținea.

„Diferențele în proporția de izotopi corelează cu formele lor”, spune Valley (en).

„Dacă ele nu ar fi fost biologice, nu ar fi exista nici un motiv pentru o astfel de corelaţie. Proporţiile de C-13 şi C-12 sunt caracteristice biologiei şi funcționării metabolismului”.

De asemnea, pe baza acestor informaţii cercetătorii au putut,ă atribuie identități şi posibile comportamente fiziologice fosilelor blocate în interiorul rocii, a spus Valley.

Rezultatele arată că „acesta este un primitiv, dar divers grup de organisme”, spune Schopf (en).

Echipa a identificat un grup complex de microbi: bacterii fototrofice care s-ar fi bazat pe soare pentru a produce energie, Arhee care produceau metan şi gammaproteobacteriile ce îl consumau, un gaz considerat a fi un constituent important al atmosferei timpurii a Pământului, până la apariția oxigenului.

Echipei lui Valley i-a luat aproape 10 ani dezvoltarea metodelor necesare pentru analiza cu exactitate a microfosilelor – aşa fosile vechi şi rare, nu au fost niciodată supuse analizei SIMS mai înainte.

Studiul se bazează pe realizările mai anterioare ale WiscSIMS, cu scopul de a modifica instrumentul SIMS, a elabora protocoale la pregătirea şi analiza probelor şi a calibra standardele necesare, pentru a compara cât mai corect posibil conținutul hidrocarburilor  în probele ce prezintă interes.

În procesul de pregătire pentru analiza SIMS, echipa trebuia să macine cu atenţie probele originale, pentru a dezvălui şi a ajunge treptat la fosilele delicate – suspendate la diferite niveluri în interiorul stâncii şi învelite cu un strat dur de cuarţ – fără a le distruge.

Spicuzza descria procesul ca nenumărate urcări pe scările departamentului de la un etaj la altul, pe măsură ce tehnicianul de geo-știință Brian Hess șlefuia şi lustruia fiecare microfosilă din probă, câte un micrometru la un moment dat.

Fiecare microfosil este de aproximativ 10 micrometri lățime; opt din ele s-ar fi potrivi de-a lungul lăţimii unui păr uman.

Valley şi Schopf fac parte din Consorțiul de Cercetare în Astrobiologie din Wisconsin, finanțat de Institutul de Astrobiologie al NASA, fondat pentru a studia şi înţelege originea, viitorul şi natura vieţii pe Pământ şi în Univers.

Astfel de studii precum acesta, spune Schopf, arară că viaţa ar putea fi ceva obișnuit în univers.

Dar, aici, pe Pământ, ele sunt importante, deoarece au demonstrat că diferite tipuri de microbi erau deja prezente acum 3,5 miliarde de ani.

Studiile ne spun că „viaţa ar fi trebuit să apară mult mai devreme – nimeni nu ştie cu cât mai devreme – şi confirmă faptul că viaţa primitivă nu întâmpină greutăți în a se forma şi a evolua în microorganisme mai avansate”, spune Schopf (en).

Vedţi şi: Posibil în sfârşit noi am găsit de unde a venit viaţa complexă

Studiile anterioare realizate de Valley şi echipa sa, ce datează cu anul 2011, ele au arătat că oceanele cu apă lichidă au existat pe Pământ încă 4,3 miliarde de ani în urmă, cu mai mult de 800 de milioane de ani mai înainte ca fosilele din prezentul studiu să-şi facă apariția şi la numai 250 de milioane de ani după formarea Pământului.

„Noi nu avem dovezi directe că viaţa a existat cu 4,3 miliarde de ani în urmă, dar nu există nici un motiv de ce nu ar putea fi”, spune Valley (en).

„Acesta este un lucru pe care cu toţii dorim să-l aflăm”.

Universitatea din Wisconsin-Madison are o moștenire capabilă să împingă înapoi datele acceptate al vieţii timpurii pe Pământ.

În anul 1953, Stanley Tyler, geolog la universitate, care a murit în 1963 la vârsta de 57 de ani, a fost prima persoană care a descoperit microfosile în rocile Precambriene.

Aceasta a împins înapoi originea vieţii cu mai mult de un miliar de ani, de la 540 de milioane la 1,8 miliarde de ani în urmă.

La rândul său, o cercetare recentă, condusă de Takayuki Tashiro şi Tsuyoshi Komiya de la Universitatea din Tokyo, susţine că grafitul găsit în rocile din regiunea Labrador din Canada, sunt semne geochimice de la descompunerea organismelor vii şi cele mai vechi dovezi ale vieţii pe pe Pământ.

„Oamenii sunt cu adevărat interesați despre faptul când pentru prima oară a apărut viaţa pe Pământ”, spune Valley.

„Acest studiu a fost de 10 ori mai prelungit şi mai dificil decât am presupus iniţial, dar el a fost unul rodnic, datorită numeroaselor persoane dedicate, care au fost încântați de acest lucru încă din prima zi…

Eu cred că se vor mai face încă multe analize microfosilice pe probele de pe Pământ şi, posibil, de pe alte corpuri planetare”.