Сложная жизнь могла зародиться на Земле гораздо раньше, чем мы думали

Вся жизнь на Земле, вероятно, возникла из одной искры в ранней истории Земли. Некоторое время спустя он диверсифицировался, разветвляясь на родословные, которые помогли ему выжить.

Точное время возникновения этих моментов было предметом разногласий в научном сообществе, но новое исследование предполагает, что оба шага могли произойти раньше, чем мы думали ранее.

Исследование, проведенное учеными Университетского колледжа Лондона, основано на свидетельствах разнообразной микробной жизни внутри куска породы размером с кулак из Квебека в Канаде, возраст которого составляет от 3,75 до 4,28 миллиардов лет.

В 2017 году исследователи, обнаружившие его, предположили, что структуры в скале — крошечные нити, выступы и трубки — были оставлены древними бактериями.

Но не все были убеждены, что эти структуры, которые отодвинут дату появления первых признаков жизни на Земле как минимум на 300 миллионов лет назад, имеют биологическое происхождение.

Розовый камень с темными черными полосами и белыми нитямиВидимые здесь нити представляют собой стеблевидные структуры, указывающие на самые старые известные окаменелости (Д. Папино).

Однако после дальнейшего обширного анализа породы команда обнаружила еще более крупную и сложную структуру, чем те, которые были идентифицированы ранее. Внутри скалы была стеблеобразная структура с параллельными ветвями с одной стороны длиной почти сантиметр, а также сотни искривленных сфер или эллипсоидов рядом с трубками и нитями.

«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», — говорит ведущий автор исследования, геохимик Доминик Папино из Калифорнийского университета.

Ключевой вопрос для Папино и его коллег заключался в том, могли ли эти структуры образоваться в результате химических реакций, не связанных с живыми существами.

Согласно статье, некоторые из более мелких структур предположительно могли быть продуктом абиотических реакций, однако недавно идентифицированный «древовидный» ствол, скорее всего, имеет биологическое происхождение, поскольку никакая подобная ему структура не может быть создана только в результате химических реакций. был найден раньше.

В дополнение к структурам исследователи выявили минерализованные химические вещества в породе, которые могли быть побочными продуктами различных типов метаболических процессов.

Химические вещества согласуются с процессами извлечения энергии бактериями, которые включали бы железо и серу; В зависимости от интерпретации химических признаков могут быть даже намеки на версию фотосинтеза.

Это открытие указывает на возможность того, что ранняя Земля — всего через 300 миллионов лет после ее образования — была заселена множеством микробов.

Горная порода была проанализирована с помощью комбинации оптических наблюдений с помощью рамановских микроскопов (которые используют рассеяние света для определения химической структуры) и цифрового воссоздания участков породы с помощью суперкомпьютера, который обработал тысячи изображений с помощью двух методов визуализации с высоким разрешением.

Рассматриваемый кусок породы был собран Папино в 2008 году из надкорового пояса Нуввуагиттук (NSB) в Квебеке, который когда-то был частью морского дна. NSB содержит одни из самых старых осадочных пород, известных на Земле. Нагруженная окаменелостями порода также была проанализирована на содержание редкоземельных элементов, и исследователи обнаружили, что она действительно имеет те же уровни, что и другие образцы древней породы, подтвердив, что она была такой же старой, как и окружающие вулканические породы.

Розовато-красная скала с канадским кварталом рядом с ней.Ярко-красная порода, богатая железом и кремнеземом, содержащая трубчатые и нитевидные микрофоссилии. (Д. Папино)

До этого открытия самые ранние ископаемые свидетельства жизни были найдены в Западной Австралии, возраст которых составляет 3,46 миллиарда лет. Однако аналогичные споры существуют относительно того, были ли эти окаменелости биологическими по происхождению.

Возможно, самые интересные выводы из этого открытия — это то, что оно означает для потенциального распространения жизни во Вселенной. Если жизнь могла развиваться и эволюционировать в суровых условиях очень ранней Земли, то она может быть более распространена во всем космосе, чем мы думаем.

«Это открытие означает, что жизни требуется всего несколько сотен миллионов лет, чтобы развиться до организованного уровня на изначально пригодной для жизни планете», — заявляют авторы статьи.

«Поэтому мы приходим к выводу, что такие микробные экосистемы могли существовать на других поверхностях планет, где жидкая вода взаимодействовала с вулканическими породами, и что эти самые старые микрофоссилии и дубиофоссилии, о которых сообщалось здесь из NSB, предполагают, что внеземная жизнь может быть более распространенной, чем считалось ранее».

Исследование было опубликовано в журнале Научные достижения.

.
в

Leave a Comment