Исследование ученых из UCL Earth Science в Лондоне выявило структуры биологического происхождения в древнем образце земной породы. Самые ранние формы жизни в нашей Солнечной системе, возможно, зародились на 300 миллионов лет раньше, чем предполагалось ранее.
До сих пор исследования и анализы показывали, что первые микробные формы жизни появились на Земле около 3,75 миллиарда лет назад. Недавно команда ученых из UCL Earth Science в Лондоне предвосхитила эту историческую дату, проанализировав образец горной породы, найденный в Квебеке, Канада. Ее возраст может достигать 4,28 миллиарда лет.
В более ранней работе команда выявила тонкие нити и выступы в этом образце, датированном примерно 4 миллиардами лет назад. Учитывая их структуру, ученые предположили, что они образовались в результате эрозии породы бактериями. Однако некоторые исследователи скептически отнеслись к бактериальному происхождению этих структур и назвали химические реакции более правдоподобной причиной.
Новые исследования образца породы: смена точки зрения
При более тщательном изучении нитей этого образца породы ученые обнаружили гораздо более сложные структуры. Стебель с параллельными ветвями с одной стороны длиной почти в сантиметр, сотни деформированных сфер или эллипсоидов вдоль трубок и нитей. Все геологи согласны с тем, что такие структуры не могут быть вызваны химическими реакциями: более вероятно, что они имеют биологическое происхождение.
Исследовательская группа UCL также представила доказательства того, как бактерии могут питаться энергией. Они обнаружили в породе минерализованные химические побочные продукты, которые соответствуют древним микробам, живущим за счет железа, серы и, возможно, даже углекислого газа и света, посредством формы фотосинтеза, в котором не участвует кислород.
"Используя несколько линий доказательств, наше исследование убедительно свидетельствует о том, что несколько различных типов бактерий существовали на Земле между 3,75 и 4,28 миллиардами лет назад", — сказал доктор Доминик Папино, возглавлявший .
Результаты перевода
Параллельно расположенные гребенчатые нити сантиметрового размера, состоящие из красного гематита, некоторые из которых имеют изгибы, трубки и различные типы гематитовых сфероидов. Это древнейшие микрофоссилии на Земле, которые жили на морском дне вблизи гидротермальных источников и метаболизировали железо, серу и углекислый газ.
Для исследования ученые изучили породы из квебекского супракрустального пояса Нуввуагиттук (NSB), которые доктор Папино собрал в 2008 году. NSB, когда-то бывший куском морского дна, содержит одни из самых древних известных осадочных пород на Земле. Считается, что они были заложены вблизи системы гидротермальных источников. Здесь трещины в морском дне пропускают богатую железом воду, нагретую магмой.
Другие примеры такой породы были найдены возле подводного вулкана Лоихи вблизи Гавайских островов, а также вокруг других жерловых систем в Северном Ледовитом и Индийском океанах.
Исследовательская группа использовала пилу с алмазными напайками, чтобы разрезать породу на участки толщиной в бумагу (100 микрон). Эти кусочки породы были более чем в два раза больше, чем предыдущие участки, которые исследователи вырезали.
Размер этих листов позволил исследователям найти крошечные структуры, похожие на окаменелости. Они состоят из гематита, разновидности оксида железа или ржавчины, и заключены в кварц. Они сравнили структуры и состав с более поздними ископаемыми и с железоокисляющими бактериями, обнаруженными сегодня вблизи систем гидротермальных источников. При этом они нашли современные эквиваленты извилистых нитей, параллельных разветвленных структур и неправильных эллипсоидов.
В результате углубленного анализа были получены трехмерные модели различных целей. Они подтвердили, что гематитовые нити были волнистыми и извилистыми и содержали органический углерод - характеристики, общие для современных микробов, питающихся железом.
Команда пришла к выводу, что структуры гематита не могли возникнуть в результате сжатия и нагревания породы (метаморфизма) на протяжении миллиардов лет. Оказалось, что структуры лучше сохранились в более мелком кварце, который меньше пострадал от метаморфизма, чем в более крупном кварце, который подвергся большему метаморфизму.
Исследователи также изучили уровень редкоземельных элементов в ископаемой породе и обнаружили, что он такой же, как и в других образцах древних пород. Это подтвердило, что отложения на морском дне были такими же древними, как и окружающие вулканические породы, а не просачивались из более молодых источников, как предполагали некоторые.
Жизнь на Земле появилась на 300 миллионов лет раньше, чем предполагалось
До этого открытия самые старые из ранее обнаруженных окаменелостей были найдены в Западной Австралии и датированы возрастом 3,46 миллиарда лет, хотя некоторые ученые также оспаривали их статус окаменелостей, утверждая, что они не имеют биологического происхождения.
"Это исследование предполагает, что жизнь появилась через 300 миллионов лет после образования Земли. В геологии эти временные рамки очень коротки", — говорит Папино.
Результаты этого исследования, по сути, утверждают, что жизнь сформировалась на Земле после всего лишь одного оборота Солнца вокруг галактического центра. Это открытие еще больше подтверждает возможность существования других форм жизни во Вселенной. Действительно, если жизнь может возникнуть так быстро, это повышает вероятность того, что жизнь может существовать и на других планетах.