|
Разнообразные формы жизни могли появиться раньше, чем считалось
|
|
|
|
Разнообразная микробная жизнь существовала на Земле по крайней мере 3,75 миллиарда лет назад, предполагает новое исследование, проведенное исследователями UCL, которое бросает вызов общепринятому представлению о том, когда зародилась жизнь. Для исследования, опубликованного в журнале Science Advances, исследовательская группа проанализировала камень размером с кулак из Квебека, Канада, возраст которого оценивается от 3,75 до 4,28 миллиарда лет. В более ранней статье Nature команда обнаружила крошечные нити, выступы и трубки в камне, которые, по-видимому, были созданы бактериями. Однако не все ученые согласились с тем, что эти структуры, датируемые примерно на 300 миллионов лет раньше, чем то, что обычно считается первым признаком древней жизни, имели биологическое происхождение.
|
|
|
|
Теперь, после тщательного дальнейшего анализа породы, команда обнаружила гораздо более крупную и сложную структуру — ствол с параллельными ветвями на одной стороне длиной почти сантиметр, а также сотни искаженных сфер или эллипсоидов рядом с трубки и нити. Исследователи говорят, что, хотя некоторые из структур могли быть созданы в результате случайных химических реакций, «древовидный» ствол с параллельными ветвями, скорее всего, имел биологическое происхождение, поскольку ни одна структура, созданная только с помощью химии, не была обнаружена. Команда также предоставила доказательства того, как бактерии по-разному получали свою энергию. Они обнаружили минерализованные химические побочные продукты в породе, которые согласуются с древними микробами, живущими за счет железа, серы и, возможно, также углекислого газа и света в форме фотосинтеза без участия кислорода.
|
|
|
Эти новые результаты, по мнению исследователей, предполагают, что на изначальной Земле могла существовать разнообразная микробная жизнь, потенциально всего через 300 миллионов лет после образования планеты. Ведущий автор, доктор Доминик Папино (UCL Earth Sciences, UCL London Centre for Nanotechnology, Center for Planetary Sciences и China University of Geosciences) сказал: Земля между 3,75 и 4,28 миллиардами лет назад». «Это означает, что жизнь могла начаться всего через 300 миллионов лет после образования Земли. С геологической точки зрения, это быстро — около одного оборота Солнца вокруг галактики». «Эти результаты имеют значение для возможности внеземной жизни. Если жизнь возникает относительно быстро, при правильных условиях это увеличивает вероятность того, что жизнь существует на других планетах».
|
|
|
|
Для исследования исследователи изучили породы из супракрустального пояса Нуввуагиттук (NSB) в Квебеке, которые доктор Папино собрал в 2008 году. NSB, когда-то являвшийся куском морского дна, содержит одни из самых старых осадочных пород, известных на Земле, которые, как считается, были отложены. вблизи системы гидротермальных источников, где трещины на морском дне пропускают богатые железом воды, нагретые магмой. Исследовательская группа нарезала скалу на секции толщиной примерно с бумагу (100 микрон), чтобы внимательно рассмотреть крошечные структуры, похожие на ископаемые, которые состоят из гематита, формы оксида железа или ржавчины, и заключены в кварц. Эти куски породы, вырезанные алмазной пилой, были более чем в два раза толще, чем предыдущие срезы, которые исследователи вырезали, что позволило команде увидеть в них более крупные структуры гематита.
|
|
|
|
Они сравнили структуры и составы с более поздними окаменелостями, а также с окисляющими железо бактериями, которые сегодня обитают вблизи систем гидротермальных источников. Они нашли современные эквиваленты извилистых нитей, параллельных ветвящихся структур и искаженных сфер (неправильных эллипсоидов), например, недалеко от подводного вулкана Лоихи недалеко от Гавайев, а также в других системах жерл в Северном Ледовитом и Индийском океанах. Помимо анализа образцов горных пород под различными оптическими и рамановскими микроскопами (которые измеряют рассеяние света), исследовательская группа также в цифровом виде воссоздала срезы горных пород с помощью суперкомпьютера, обработавшего тысячи изображений с помощью двух методов визуализации с высоким разрешением. Первым методом была микро-КТ или микротомография, которая использует рентгеновские лучи для изучения гематита внутри горных пород. Второй — сфокусированный ионный луч, который срезает крошечные — толщиной 200 нанометров — кусочки породы, а встроенный электронный микроскоп делает изображение между каждым кусочком.
|
|
|
|
Оба метода создавали стопки изображений, используемых для создания трехмерных моделей различных целей. Затем трехмерные модели позволили исследователям подтвердить, что нити гематита были волнистыми и скрученными и содержали органический углерод, что является характеристиками, общими для современных микробов, питающихся железом. В своем анализе команда пришла к выводу, что структуры гематита не могли быть созданы в результате сжатия и нагревания породы (метаморфизма) в течение миллиардов лет, отметив, что структуры, по-видимому, лучше сохранились в более тонком кварце (менее затронутом метаморфизмом). ), чем в более грубом кварце (который подвергся большему метаморфизму).
|
|
|
|
Исследователи также изучили уровни редкоземельных элементов в насыщенной окаменелостями породе и обнаружили, что они были такими же, как и в других древних образцах горных пород. Это подтвердило, что отложения морского дна были такими же старыми, как и окружающие вулканические породы, а не более молодыми инфильтратами-самозванцами, как предполагают некоторые. До этого открытия самые старые окаменелости, о которых сообщалось ранее, были найдены в Западной Австралии и датированы возрастом 3,46 миллиарда лет, хотя некоторые ученые также оспаривают их статус окаменелостей, утверждая, что они не имеют биологического происхождения.
|
|
|
|
Источник
|
