Вже роками вчені сперечаються про те, чи є знахідка в австралійській породі найстарішим свідченням життя на нашій планеті. Її вік – 3,5 мільярда років. Нове дослідження гіпотетичних мікроскам’янілостей, здається, підтвердило біогенне походження цих решток – і навіть надало можливість з’ясувати, кому вони належали.
Клітинний філамент, якому 3,5 мільярди років, можливо, пережиток бактерії, що харчувалася метаном. Зображення: PNAS.
Життя на нашій планеті розвивалося впродовж мільярдів років. Проте коли почався цей процес: коли виникли перші клітини, а з ними – і життя? Дотепер це питання ще не з’ясоване. Одна з причин: немає однозначних скам’янілостей із цього періоду, адже делікатні клітини не збереглися. Тож учені залежать від непрямих доказів – наприклад, мінералів або хімічних сполук, які зазвичай виникають лише в результаті діяльності живих клітин.
Та зараз науковці на півдорозі до того, щоби дійти згоди щодо найбільш ранніх мікрорешток. Їх у породі кратону Пілбара в Західній Австралії ще 1993 року виявив учений Вільям Шопф (William Schopf) із Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. У кількох місцях він натрапив на специфічні розгалуження та лінійні моделі, яким приблизно 3,5 мільярда років, котрі могли б засвідчувати вкраплення органічного матеріалу. Шопф вважав цю знахідку рештками архаїчних прокаріотів – тобто найстарішими слідами життя на планеті.
Проте така інтерпретація суперечлива. Науковці роками пристрасно дебатують про те, чи насправді ці сліди походять від живих істот. Остаточно роз’яснити суперечку могло б нове дослідження зразків проблемної породи. Його здійснила команда на чолі з першовідкривачем гіпотетичних слідів життя.
Аби з’ясувати, чи мають ці сліди біогенне походження, науковець та його колеги вперше дослідили зразки з допомогою так званої мас-спектрометрії вторинних іонів – і виявили склад ізотопів. Річ у тім, що кожна органічна речовина містить типове для неї співвідношення стабільних ізотопів вуглецю 12 і 13. І саме це співвідношення для зразків з Австралії визначила команда.
Результат: ізотопний склад точно відповідає тому, чого очікують від мікробних форм життя – і він завжди збігався з морфологічною структурою скам’янілостей. «Співвідношення ізотопів С-12 і С-13 у породі є таким, що властиве біології різних організмів», – сказав Шопф.
Завдяки хімічному складові та видимим слідам учені змогли також дійти висновку про ідентичність решток. «Наше дослідження засвідчує: ми маємо справу з примітивними, проте різноманітними групами живих істот», – констатує Шопф. Загалом команда виявила 11 різних видів із п’яти таксонів – з-поміж них і вимерлі організми, і форми, які дуже подібні на сьогодні живих мікробів.
Зокрема, дослідники виявили бактерії, які, ймовірно, були фототропними і використовували Сонце для отримання енергії. Також вони знайшли свідчення існування гамма-протеобактерії та археїв, що споживали та продукували метан. Цей газ вважають основним складником ранньої атмосфери Землі – до появи кисню.
Чи цим закінчиться суперечка про земні сліди життя? Для колеги Шопфа Джона Валі (John Valley) з Вісконсинського університету все очевидно: «Нові результати відкидають всякі сумніви».
Той факт, що вже 3,5 мільярда років тому на Землі існували різні групи мікроорганізмів, підводить, на думку Шопфа, до наступних висновків: «Життя мало б зародитися ще раніше. Наскільки раніше, ми не знаємо».
Нещодавно в канадській породі вчені виявили сліди, яким від 3,7 млрд до 4,3 млрд років. Вони також можуть походити від живих організмів, та однозначного доказу цього наразі немає.
University of Wisconsin-Madison/ PNAS, 19/12/2017
Зреферувала Соломія Кривенко
25.12.2017