Нещодавнє дослідження зразків гірських порід з Барбертонського зеленокам’яного поясу в Південній Африці виявило напрочуд широкий спектр мікробного життя віком 3,4 мільярди років. Це відкриття, опубліковане в журналі “Precambrian Research”, вказує на існування складних мікробних спільнот у ранньому архейському періоді, що стало вирішальним етапом в історії первісного життя на Землі.
Мікроорганізми, найдавніші форми життя на Землі, процвітали в палеоархейську еру (3,2-3,6 млрд років тому). Хоча залишки їхнього існування розкидані по всьому світу в морських і гідротермальних середовищах, детальне вивчення різноманіття цих первісних мікробних екосистем для реконструкції давнього життя залишається величезним викликом.
Таємниця походження життя, різноманітність ранніх мікробних спільнот та їхніх складових організмів ускладнюється рідкісністю стародавніх геологічних знахідок. Невпинне оновлення земної кори часто стирає потенційні біосигнатури, тонкі маркери ранньої присутності життя.
Для реконструкції ранніх екосистем дослідники зазвичай покладаються на морфологічні та геохімічні сліди – скам’янілості та хімічні сполуки, що слугують біосигнатурами. Однак розшифровка цих ознак давнього життя вимагає численних підтверджувальних біоіндикаторів, оскільки абіотичні, неживі процеси можуть імітувати органічні ознаки.
Це підкреслює важливість інноваційного дослідження міжнародної дослідницької групи. Їхній складний аналіз 3,42-мільярдного віку порід з Барбертона розкриває метаболічні тонкощі стародавніх мікробів, які брали участь у вуглецевому циклі свого часу. Міжгалузевий підхід команди виявив геохімічні сліди різноманітних мікроорганізмів: фотоавтотрофів, що використовують сонячну енергію для фотосинтезу, сульфатвідновлювальних автотрофів і мікробів, що виробляють метан або ацетат. Це багате розмаїття форм життя підкреслює складність і витонченість ранніх мікробних екосистем.
- Люди можуть витримувати дуже низькі температури навіть без джерел тепла
- Біля берегів Нової Зеландії знайдена найбільша акула, яка світиться
- Біологи дізналися, чому білі ведмеді не ковзають
Провівши всебічний аналіз, дослідники точно визначили вуглецеві частинки в первинних кристалах піриту, застосувавши прямий мікроаналіз ізотопів вуглецю та сірки. Ці знахідки однозначно підтверджують співіснування різноманітних мікробних метаболізмів у цих вікових екосистемах. Хоча одночасне існування всіх цих мікробів залишається спекулятивним, цілком ймовірно, що фотоавтотрофи населяли освітлені сонцем поверхні води, в той час як інші організми мешкали в осадових відкладеннях нижче, захищені від кисню фототрофів – токсичного побічного продукту для багатьох з них.
Це революційне дослідження не лише підтверджує існування життя на Землі 3,42 мільярда років тому, але й спонукає до подальших пошуків. Якщо фотоавтотрофи, що виробляють кисень, були поширені так рано, то їхня поява, ймовірно, передує досліджуваному періоду. Це піднімає ключові питання: Чому атмосфера Землі залишалася майже позбавленою кисню ще понад мільярд років після цього? І чому знадобилося ще 2,5-3 мільярди років, щоб рівень кисню наблизився до половини сьогоднішнього, незважаючи на ранню появу складних фотосинтетичних екосистем?
Ці питання підкреслюють складний взаємозв’язок між життям, еволюцією атмосфери Землі та таємницями, які все ще пронизують наше розуміння давнього походження життя.