Sciencemag.cz
Doporučujeme
Podle nové studie existoval na Zemi rozvinutý a rozmanitý mikrobiální život již minimálně před 3,75 miliardami let. To se zdá být přece jen trochu brzo, i kdybychom připustili samotný vznik života už před 4 miliardami let; navíc řada vědců předpokládá, že k tomu došlo později (spodní limit je asi 3,5 miliardy let).
V rámci studie publikované v Science Advances analyzovali nyní vědci kus horniny o velikosti pěsti z kanadského Quebecu, jejíž stáří se odhaduje na 3,75 až 4,28 miliardy let. V dřívějším článku v Nature stejný tým popsal, jak v hornině nalezli drobná vlákna, knoflíky a trubičky, které podle všeho vytvořily bakterie. Ne všichni vědci se však shodli na tom, že tyto struktury jsou biologického původu.
Nyní, po další rozsáhlé analýze horniny, tým objevil mnohem větší a složitější strukturu: jakýsi stonek s rovnoběžnými větvemi po jedné straně, který je téměř centimetr dlouhý, a také stovky elipsoidů vedle trubiček a vláken. Vědci tvrdí, že ačkoli některé z těchto struktur mohly vzniknout náhodnými chemickými reakcemi, „stonek“ s rovnoběžnými větvemi je s největší pravděpodobností biologického původu. Alespoň dosud nikdy nebyla popsána žádná podobná struktura vytvořená pouze chemickou cestou.
Autoři studie rovněž tvrdí, že jejich výzkum přináší důkazy o tom, jak tehdejší bakterie již v tak dávné minulosti získávaly energii různorodými způsoby. V hornině nalezli mineralizované vedlejší produkty chemických reakcí, které odpovídají tomu, že dávní mikrobi žili z redoxních reakcí železa, síry a možná také z fotosyntézy typu, který při zabudování oxidu uhličitého do živé hmoty ještě nevytváří kyslík.
„Na základě mnoha různých důkazů naše studie silně naznačuje, že v období před 3,75 až 4,28 miliardami let existovala na Zemi řada různých typů bakterií. To by znamenalo, že život mohl na Zemi začít již 300 milionů let po vzniku Země,“ uvádí vedoucí autor studie Dominic Papineau z University College London. Z geologického nebo astronomického hlediska je 300 milionů let celkem rychle, takovou dobu trvá zhruba jeden oběh Slunce kolem centra Mléčné dráhy.
Co z toho dále vyvodit? Pokud život vznikl tak rychle, znamená to, že nejspíš vznikl také celkem snadno – a je tedy pravděpodobnější i jinde ve vesmíru (míněno život podobný pozemskému na Zemi podobných exoplanetách).
Několik podrobností k samotnému výzkumu a použitých metodách:
Pro účely studie vědci zkoumali horniny z quebeckého Nuvvuagittuq Supracrustal Belt. Kdysi šlo o mořské dno. Dochovaly se zde jedny z nejstarších známých sedimentárních (usazených) hornin, o nichž se předpokládá, že vznikaly v blízkosti systému hydrotermálních průduchů. Právě do těchto míst se nejčastěji klade vznik života.
Vědci rozřezali diamantovou pilkou zkoumaný vzorek horniny na plátky silné asi 100 mikrometrů a pak zblízka pozorovali drobné struktury podobné fosiliím. Byly tvořeny hematitem a obaleny křemenem. Zjištěné struktury a složení horniny vědci porovnávali s mladšími fosiliemi a také s bakteriemi oxidujícími železo, které žijí v blízkosti hydrotermálních systémů i dnes.
Kromě analýzy vzorků hornin pod různými optickými a Ramanovými mikroskopy (ty měří rozptyl světla) výzkumný tým také digitálně rekonstruoval řezy hornin pomocí superpočítače, který zpracoval tisíce snímků ze dvou zobrazovacích technik s vysokým rozlišením (mikro-CT a řezání pomocí fokusovaného iontového svazku v kombinaci s elektronovým mikroskopem). Obě techniky pořídily řadu snímků, které sloužily k vytvoření různých trojrozměrných modelů. Z nich se pak potvrdilo, že hematitová vlákna jsou zvlněná a zkroucená a obsahují organický uhlík; totéž platí pro moderními mikroby živící se z redoxních reakcí železa.
Hematitové struktury podle studie nemohly vzniknout stlačením a zahřátím horniny (metamorfózou) v průběhu miliard let od jejího vzniku do dneška. Struktury se totiž lépe zachovaly v jemnějším křemeni (méně ovlivněném metamorfózou) než v hrubším. Vědci se také zabývali obsahem prvků vzácných zemin v hornině a zjistili shodu s dalšími horninami z předpokládané doby. To má potvrzovat, že usazeniny na mořském dně jsou stejně staré jako okolní vulkanické horniny, a nikoliv mladší „infiltrace“.
Před tímto objevem byly za nejstarší jednoznačné pozůstatky živých organismů pokládány zkameněliny nalezené v Západní Austrálii datované na 3,46 miliardy let – i když někteří vědci i jejich zařazení mezi fosilie rovněž zpochybňovali a tvrdili, že jsou nebiologického původu.
Dominic Papineau, Metabolically diverse primordial microbial communities in Earth’s oldest seafloor-hydrothermal jasper, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm2296. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm2296
Matthew S. Dodd et al, Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature21377
Zdroj: University College London / Phys.org a další
Poznámky PH:
Platí-li výše uvedené, možná se tím zvyšuje i pravděpodobnost panspermie (nebo alespoň dodávka složitějších organických látek, než např. jen samotných aminokyselin).
Možná pozemský život musel vznikat opakovaně, protože během Velkého bombardování se oceány třeba i několikrát vyvařily a voda pak opět zkondenzovala…
