Phone

Rôzne formy života sa vyvinuli pred 3,75 miliardami rokov – spochybňujú konvenčný pohľad na raný život

Early Life Evolution
Written by pocox3

Evolúcia v ranom veku

Evolúcia pojmu umelca na začiatku života.

Rôzne formy života sa mohli vyvinúť skôr, ako sa doteraz predpokladalo.

Rôznorodý mikrobiálny život existoval na Zemi najmenej pred 3,75 miliardami rokov, naznačuje nová štúdia výskumníkov z University College London (UCL), ktorá spochybňuje konvenčný pohľad na začiatok života.

Rôznorodý mikrobiálny život existoval na Zemi najmenej pred 3,75 miliardami rokov, naznačuje nová štúdia výskumníkov UCL, ktorá spochybňuje konvenčný pohľad na začiatok života.

Pre štúdiu publikovanú v Vedci napredujúVýskumný tím analyzoval skalu veľkosti päste z Quebecu v Kanade, ktorej vek sa odhaduje na 3,75 až 4,28 miliardy rokov. V predchádzajúcom Príroda papier, tím našiel v hornine drobné vlákna, gombíky a rúrky, ktoré sa zdali byť vytvorené baktériami.

Najstaršie mikrofosílie na Zemi

Rozvetvené a paralelné petineálne vlákna s veľkosťou centimetra zložené z červeného hematitu, niektoré so zákrutami, trubicami a rôznymi typmi hematitových sféroidov. Sú to najstaršie mikrofosílie na Zemi, ktoré žili na morskom dne v blízkosti hydrotermálnych prieduchov a metabolizovali železo, síru a oxid uhličitý. Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, Quebec, Kanada. Poďakovanie: Dominic Papineau

Nie všetci vedci sa však zhodli na tom, že tieto štruktúry – datované približne o 300 miliónov rokov skôr, ako je bežnejšie akceptované ako prvé znamenie starovekého života – boli biologického pôvodu.

Teraz, po ďalšej analýze horniny, tím objavil oveľa väčšiu a zložitejšiu štruktúru – tyč s paralelnými vetvami na jednej strane, ktorá je dlhá takmer centimeter – ako aj stovky guľôčok deformovaných alebo elipsoidných pozdĺž rúrok. a vlákna.

Vedci tvrdia, že zatiaľ čo niektoré štruktúry mohli byť vytvorené náhodnými chemickými reakciami, “stromovitý” kmeň s paralelnými vetvami bol s najväčšou pravdepodobnosťou biologického pôvodu, pretože žiadna štruktúra vytvorená výlučne chémiou nebola nájdená ako táto.

Staroveká hornina obsahujúca mikrofosílie

Jasne červené konkrementy odkláňajúce vrstvy hematitickej kôry (hornina bohatá na železo a kremík), ktorá obsahuje rúrkovité a vláknité mikrofosílie. Tento takzvaný jaspis je v kontakte s tmavozelenou vulkanickou horninou vpravo hore a predstavuje zrazeniny z hydrotermálnych prieduchov na morskom dne. Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, Quebec, Kanada. Kanadská štvrť pre rozsah. Poďakovanie: Dr. Papineau

Tím tiež poskytol dôkazy o tom, ako baktérie získavali energiu rôznymi spôsobmi. V hornine našli mineralizované chemické vedľajšie produkty, ktoré zodpovedajú starým mikróbom žijúcim na železe, síre a možno aj oxide uhličitom a svetle prostredníctvom formy fotosyntézy, ktorá nezahŕňa kyslík.

Tieto nové zistenia, hovoria výskumníci, naznačujú, že na ranej Zemi mohol existovať celý rad mikrobiálneho života, potenciálne až 300 miliónov rokov po vzniku planéty.


Trojrozmerná mikro-CT rekonštrukcia dvoch paralelne usporiadaných skrútených filamentov v hematite. (Červená a zelená farba predstavujú hematit v rôznych koncentráciách.) Toto je zo stĺpa vyrobeného z jaspisového uzlíka vo formácii Nuvvuagittuq Banded Iron Formation. Poďakovanie: Francesco Iacoviello

Vedúci autor Dr Dominic Papineau (UCL Earth Sciences, UCL London Center for Nanotechnology, Center for Planetary Sciences a China University of Geosciences) povedal: „Pomocou mnohých rôznych zdrojov údajov naša štúdia silne naznačuje, že na Zemi existovalo množstvo rôznych typov baktérií. Zem pred 3,75 až 4,28 miliardami rokov.

“To znamená, že život mohol začať už 300 miliónov rokov po sformovaní Zeme. Z geologického hľadiska je to rýchle – asi jeden okruh Slnka okolo galaxie.”

“Tieto zistenia majú dôsledky na možnosť mimozemského života.” Ak sa život objaví relatívne rýchlo, za správnych podmienok, zvyšuje to šance, že život existuje na iných planétach.

Pre túto štúdiu vedci skúmali horniny z quebeckého Nuvvuagittuq Supracrustal Belt (NSB), ktoré Dr. Papineau zozbieral v roku 2008. NSB, kedysi kus morského dna, obsahuje niektoré z najstarších známych sedimentárnych hornín na Zemi, o ktorých sa predpokladá, že boli uložené blízko systém hydrotermálnych prieduchov, kde trhliny na morskom dne prepúšťajú vody bohaté na železo zohrievané magmou.

Dr. Papineau drží vzorku horniny

Dr. Dominic Papineau drží vzorku horniny, ktorej vek sa odhaduje na 4,28 miliardy rokov. Kredit: UCL / FILMBRIGHT

Výskumný tím rozrezal horninu na časti hrubé asi ako papier (100 mikrónov), aby sa bližšie pozrel na drobné fosílne štruktúry, ktoré sú vyrobené z hematitu, formy oxidu železa alebo hrdze, a obalené v kremeni. Tieto plátky horniny, rezané diamantovou pílou, boli viac ako dvakrát tak hrubé ako predchádzajúce časti, ktoré výskumníci vyrezali, čo tímu umožnilo vidieť väčšie hematitové štruktúry.

Porovnali štruktúry a kompozície s novšími fosíliami, ako aj baktériami oxidujúcimi železo, ktoré sa dnes nachádzajú v blízkosti hydrotermálnych ventilačných systémov. Našli moderné ekvivalenty skrútených vlákien, paralelných vetviacich sa štruktúr a zdeformovaných gúľ (nepravidelných elipsoidov), napríklad v blízkosti podmorskej sopky Loihi neďaleko Havaja, ako aj iných ventilačných systémov v Severnom ľadovom oceáne a Indií.

Okrem analýzy vzoriek hornín pod rôznymi optickými a Ramanovými mikroskopmi (ktoré merajú rozptyl svetla), výskumný tím tiež digitálne obnovil časti horniny pomocou superpočítača, ktorý spracoval tisíce obrázkov z dvoch zobrazovacích techník s vysokým rozlíšením. Prvou technikou bola mikro-CT alebo mikrotomografia, ktorá využíva röntgenové lúče na pozorovanie hematitu vo vnútri hornín. Druhým bol zaostrený iónový lúč, ktorý holí drobné plátky horniny s hrúbkou 200 nanometrov, pričom vstavaný elektrónový mikroskop sníma medzi jednotlivými plátkami.

Obe techniky produkovali stohy obrazov používaných na vytváranie 3D modelov rôznych cieľov. 3D modely potom umožnili výskumníkom potvrdiť, že hematitové vlákna boli zvlnené a skrútené a obsahovali organický uhlík, vlastnosti zdieľané s modernými mikróbmi požierajúcimi železo.

Vo svojej analýze tím dospel k záveru, že hematitové štruktúry nemohli byť vytvorené stláčaním a zahrievaním horniny (metamorfizmus) v priebehu miliárd rokov, pričom poukázal na to, že štruktúry sa javia najlepšie zachované v kremeni. Jemnejšie (menej ovplyvnené metamorfózou) ako v hrubší kremeň (ktorý prešiel väčšou metamorfózou).

Vedci sa tiež zaoberali hladinami prvkov vzácnych zemín vo fosílnych horninách a zistili, že majú rovnaké hladiny ako iné staré exempláre hornín. To potvrdilo, že ložiská na morskom dne boli také staré ako okolité sopečné horniny a nepresakovali z mladších podvodníkov, ako niektorí navrhovali.

Pred týmto objavom boli najstaršie predtým hlásené fosílie nájdené v Západnej Austrálii a sú staré 3,46 miliardy rokov, hoci niektorí vedci tiež spochybňujú ich štatút fosílií a tvrdia, že sú nebiologického pôvodu.

Odkaz: “Metabolicky rôznorodé prvotné mikrobiálne spoločenstvá v starovekom hydrotermálnom jaspise na morskom dne na Zemi” od Dominica Papineaua, Zhenbing She, Matthewa S. Dodda, Francesca Iacoviella, Johna F. SlackErika Hauriho, Paula Shearinga a Crispina TS Littlea, 13. apríla 2022, Vedci napredujú.
DOI: 10.1126/sciadv.abm2296

Na novej štúdii sa podieľali výskumníci z UCL Earth Sciences, UCL Chemical Engineering UCL London Center for Nanotechnology a Center for Planetary Sciences na UCL a Birkbeck College London, ako aj z US Geological Survey z Memorial University of Newfoundland v Kanade, Carnegie Institution. pre vedu, University of Leeds a Chinese University of Geosciences vo Wu-chane.

Výskum získal podporu od UCL, Carnegie of Canada, Carnegie Institution for Science, China University of Geoscience vo Wuhan, National Science Foundation of China, Chinese Academy of Sciences a projektu 111 z Číny.

About the author

pocox3

poco lofya max founder of swahli afya and creater content I am from kenya in the north to the southern border of Tanzania in the south. kiSwahili or Kiswahili

Leave a Comment