Животът на Земята има дълга и бурна история. Според учените преди приблизително 4 милиарда години, само 500 милиона години след формирането на планетата Земя, са възникнали първите едноклетъчни форми на живот. По археоски еон (преди 4 - 2,5 милиарда години) се смята, че са се появили многоклетъчни форми на живот. Докато съществуването на такива организми (Archaea) е изведено от въглеродни изотопи, открити в древните скали, изкопаемите доказателства са останали неизвестни.
Всичко това се промени благодарение на скорошно проучване, проведено от екип изследователи от UCLA и Университета на Уисконсин - Медисън. След като проучи древни скални проби от Западна Австралия, екипът определи, че те съдържат вкаменели останки от различни организми на възраст 3.465 милиарда години. В съчетание с неотдавнашната поредица от открития на екзопланети, това проучване засилва теорията, че животът е изобилен във Вселената.
Изследването, озаглавено „SIMS анализи на най-стария известен сбор от микрофосили, документират техните таксоно-корелирани въглеродни изотопни състави“, наскоро се появи в Сборник на Националната академия на науките, Както посочи изследователският екип, тяхното проучване се състои от анализ на въглероден изотоп на 11 микробни вкаменелости, взети от ~ 3,465 милиона годишна западна австралийска Apex Chert.
Тези 11 вкаменелости са били разнообразни по природа и изследователите са ги разделили на пет видови групи въз основа на техните видими биологични функции. Докато изглежда, че две от изкопаемите проби са извършили примитивна форма на фотосинтеза, друг очевидно произвежда газ метан. Останалите две изглежда са консуматори на метан, които са използвали за изграждането и поддържането на клетъчните си стени (подобно на това как бозайниците използват мазнини).
Както Дж. Уилям Скопф - професор по палеобиология в колежа на UCLA и водещ автор на изследването - посочи в прессъобщението на UCLA Newsroom:
„Преди 3.465 милиарда години животът на Земята вече беше разнообразен; това е ясно - примитивни фотосинтезатори, производители на метан, потребители на метан. Това са първите данни, които показват много разнообразните организми по онова време в историята на Земята, а предишните ни изследвания показват, че е имало и потребители на сяра преди 3,4 милиарда години.
Това проучване, което е най-подробното, проведено някога върху микроорганизмите, запазени като древни вкаменелости, се основава на работата, която Schopf и неговите сътрудници извършват в продължение на повече от две десетилетия. Още през 1993 г. Schopf и друг екип от изследователи проведоха проучване, което първо описа тези видове вкаменелости. След това през 2002 г. последва друго проучване, което потвърждава биологичния им произход.
В това последно проучване Schopf и неговият екип установяват какъв вид организми са и колко сложни са те. За да направят това, те анализирали микроорганизмите, използвайки техника, наречена вторична йонна спектроскопия (SIMS), която разкрива съотношението въглерод-12 към въглерод-13. Докато въглерод-12 е стабилен и най-често срещаният вид, открит в природата, въглерод-13 е по-рядко срещан, но подобно стабилен изотоп, който се използва в изследванията на органичната химия.
Разделяйки въглерода от всеки вкаменелост в съставните му изотопи и определяйки съотношенията им, екипът успя да заключи колко отдавна живеят микроорганизмите, както и как живеят. Тази задача беше изпълнена от изследователите от Уисконсин, които бяха ръководени от професор Джон Вали. „Разликите в съотношенията на въглеродните изотопи корелират с техните форми“, казва Вали. „Съотношенията им С-13-С-12 са характерни за биологията и метаболитната функция.“
Според сегашния научен консенсус, напредналата фотосинтеза все още не е еволюирала и кислородът няма да се появи на Земята чак след 500 милиона години по-късно. До преди 2 милиарда година концентрациите на кислороден газ започнаха бързо да се увеличават. Това означава, че тези вкаменелости, бидейки около 1 милиард години след формирането на Земята, биха живели във време, когато в атмосферата им беше малко кислород.
Като се има предвид, че кислородът би бил отровен за тези видове примитивни фотосинтезатори, днес те са доста редки. В действителност те могат да бъдат намерени само на места, където има достатъчно светлина, но няма кислород, нещо, което рядко се среща в комбинация. Нещо повече, самите скали са предизвикали голям интерес, тъй като средният живот на скалата, изложена на повърхността на Земята, е едва около 200 милиона години.
Когато Шофф за първи път започва кариерата си, най-старите известни скални образци са на възраст 500 милиона години. Това означава, че изкопаемите скали, които той и неговият екип изследват, са толкова стари, колкото могат да получат скали на Земята. Намирането на вкаменен живот в такива древни образци показва, че разнообразните организми и жизнен цикъл вече са се развили на Земята от ранния Архен Еон, нещо, за което учените само до този момент подозират.
Тези открития имат естествено значение за изследването на това как и кога е възникнал животът на Земята. Отвъд Земята, изследването също има последици, тъй като показва, че животът е възникнал, когато Земята е била още много млада и в примитивно състояние. Следователно не е малко вероятно подобен процес да се води и на други места във Вселената. Както обясни Schopf:
„Това ни казва, че животът е трябвало да започне значително по-рано и потвърждава, че за примитивния живот не е било трудно да се формира и да се развива в по-напреднали микроорганизми. Но ако условията са подходящи, изглежда, че животът във Вселената трябва да бъде широко разпространен. "
Това проучване стана възможно благодарение на финансирането, осигурено от Института по астробиология на НАСА. Поглеждайки към бъдещето, Schopf посочи, че същата технология, използвана досега за тези вкаменелости, вероятно ще бъде използвана за проучване на скали, върнати от екипажа на НАСА на Марс. Планирана за 2030-те години, тази мисия ще включва извличане на образци, получени от Марс 2020 Rover и да ги върне на Земята за анализ.
