Menu
Cele mai vechi semne de viață pe un Pământ tânăr, în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani, provin în general din oceane, sub formă de microbi fosilizați în roci antice. Acum, oamenii de știință care lucrează în centura de roci verzi Barberton din Africa de Sud – unde sunt conservate unele dintre cele mai vechi roci de pe Pământ – au găsit dovezi de viață microbiană terestră pe care le estimează la aproximativ 3,22 miliarde de ani. Rezultatele, publicate astăzi (23 iulie) în Nature Geosciences, reprezintă cele mai vechi semne de viață terestră pe planeta noastră descoperite până în prezent
„Această lucrare reprezintă cea mai veche și mai puțin ambiguă lucrare pe care o avem până în prezent, conform căreia viața a existat pe uscat încă de acum 3,2 miliarde de ani”, scrie Kurt Konhauser, profesor de științe ale pământului și ale atmosferei la Universitatea Alberta din Canada, care nu a fost, de asemenea, implicat în această lucrare, într-un e-mail către The Scientist.
Cercetătorii au găsit mai multe dovezi fosile ale celei mai timpurii vieți microbiene în depozite marine de mică adâncime, ceea ce susține teoria dominantă conform căreia, înainte de acum 3 miliarde de ani, cea mai mare parte a Pământului era formată din oceane intercalate cu insule vulcanice. Dovezile privind viața pe uscat au fost până acum mai greu de găsit. O parte din motiv se datorează faptului că rocile marine antice par a fi mai bine conservate decât sedimentele terestre. O altă problemă, potrivit lui Martin Homann, postdoctorand la Institutul European pentru Studii Marine (IUEM) din Brest, Franța, este că sedimentele terestre foarte vechi sunt, de asemenea, dificil de distins de sedimentele marine, deoarece așa-numitele fosile index – care ajută la determinarea mediului și la datarea rocilor – nu există din această perioadă timpurie a istoriei Pământului.
Potrivit autorilor studiului, cele mai vechi rămășițe fosilizate vizibile ale microbilor de pe uscat aveau anterior o vechime de aproximativ 2,7 miliarde de ani și au fost găsite într-o altă locație din Centura de piatră verde Barberton din Africa de Sud și, de asemenea, în Australia. Într-un studiu publicat anul trecut, cercetătorii au analizat roci din ceea ce au interpretat ca fiind izvoare termale din regiunea Pilbara din Australia de Vest. Deși acea lucrare, potrivit lui Konhauser, sugerează că este posibil ca unii vulcani vechi de 3,5 miliarde de ani să se fi aflat pe uscat, studiul actual este definitiv, demonstrând că a existat o expunere extinsă a crustei continentale pe suprafața Pământului în urmă cu 3,2 miliarde de ani.
Pentru studiul actual, Homann și colegii săi s-au concentrat asupra rocilor sedimentare antice, cunoscute sub numele de Grupul Moodies, din Centura de piatră verde Barberton, despre care geologii au arătat anterior că au aproximativ 3.22 miliarde de ani vechime. Acolo, echipa a descoperit ceea ce se numește covoare microbiene fosilizate – compuse în principal din amprente de bacterii și archaea și care se numără printre cele mai vechi forme de viață conservate. În timp ce trăiau pe Pământul timpuriu, aceste covoare de comunități microbiene s-au suprapus și s-au împachetat împreună cu roci sedimentare alcătuite din pietre rotunjite de diferite dimensiuni pe care geologii le numesc conglomerat.
Echipa a analizat și descris mai întâi în detaliu pozițiile rocilor și le-a comparat cu formațiunile stâncoase actuale pentru a înțelege cum s-au deplasat, s-au format și s-au conservat. Cercetătorii au ajuns la concluzia că microbii formatori de covor erau indigeni rocii gazdă și făceau parte din ceea ce a fost cândva delta unui râu antic.
„Acestea sunt date bune care arată într-adevăr că aceste covoare microbiene fosilizate provin dintr-un mediu terestru”, spune Dominic Papineau, care studiază originea și evoluția vieții la London Centre for Nanotechnology din cadrul University College London și care nu a fost implicat în studiu.
Cercetătorii au analizat apoi atât izotopii carbonului organic, cât și ai azotului din aceste covoare microbiene terestre fosilizate și au comparat profilurile cu izotopii extrași din covoarele microbiene marine fosilizate din apropiere. Atât valorile izotopilor de carbon, cât și cele ale izotopilor de azot din eșantioanele terestre și marine erau unice unele față de altele, sugerând că existau diferențe în metabolismul microbilor din ocean în comparație cu cei de pe uscat.
„Deja în urmă cu 3,2 miliarde de ani, vedem dovezi ale diferențelor în comunitățile microbiene care formează rogozuri, sugerând că unele erau probabil mai bine adaptate pentru viața în ocean față de cea de pe uscat”, spune Homann.
O întrebare majoră pentru oamenii de știință este dacă este posibil ca Pământul timpuriu să fi avut deja buzunare localizate de oxigen liber într-o atmosferă în general lipsită de acesta. Cele mai multe covoare microbiene moderne sunt compuse din cianobacterii, care creează oxigen ca produs secundar al metabolismului lor (fotosinteză oxigenică), și se crede că acestea au fost responsabile pentru acumularea de oxigen în atmosfera Pământului. „Datele de aici nu pot distinge dacă aceste microorganisme au produs oxigen prin fotosinteza lor sau au făcut fotosinteză anoxigenă”, spune Papineau.
Valorile izotopilor de azot, care reflectă raportul dintre cel mai abundent azot-14 și cel mai rar și mai greu azot-15, ale covoarelor microbiene terestre au fost mai pozitive în comparație cu probele marine. Acest lucru le-a sugerat lui Homann și colegilor săi că pământul de acum 3,2 miliarde de ani conținea nitrați atmosferici. Un alt mod în care ar fi putut apărea aceste valori pozitive ale azotului ar fi fost dacă ar fi existat oxigen atmosferic în urmă cu 3,22 miliarde de ani, ceea ce este mai puțin probabil, potrivit autorilor studiului, deoarece ar implica faptul că existau deja cianobacterii producătoare de oxigen, lucru pentru care nu există în prezent suficiente dovezi.
Pentru Konhauser, ar fi interesant de cercetat mai în profunzime sursa nitratului din probe și dacă acesta ar fi putut proveni într-adevăr din atmosferă sau prin generarea de oxigen de către bacteriile fotosintetice antice. „Structurile și compoziția izotopică a covoarelor microbiene par să sugereze cu siguranță prezența microbilor fotosintetici care existau deja pe uscat”, scrie Konhauser. Dacă nitrații au fost într-adevăr formați de microbii din covorașe, adaugă el, atunci poate că cianobacteriile producătoare de oxigen existau în această etapă timpurie a istoriei Pământului.
M. Homann și colab., „Microbial life and biogeochemical cycling on land 3,220 million years ago”, Nature Geosciences, doi.org/10.1038/s41561-018-0190-9, 2018.
Corecție (23 iulie): Estimarea privind apariția vieții pe uscat este cu 500 de milioane de ani mai devreme decât s-a demonstrat anterior, nu cu 500.000 de milioane de ani. The Scientist regretă eroarea.
Corecție (25 iulie): Cuvântul din al doilea paragraf este „ambiguous”, nu „unambiguous”. The Scientist regretă eroarea.
.