Titlen Jordens tidligste liv er vendt tilbage til fossilerne i Pilbara-regionen i Australien. Pilbara-fossilerne havde haft denne titel siden 1980'erne, indtil forskere, der studerede gamle klipper i Grønland, fandt bevis for det gamle liv der. Men efterfølgende forskning satte spørgsmålstegn ved den biologiske karakter af det grønlandske bevis, hvilket sætte hele spørgsmålet i tvivl igen.
Nu har en ny undersøgelse af Pilbara-fossilerne identificeret tilstedeværelsen af konserveret organisk stof i disse fossiler og overdraget 'Ancient Life'-kronen til dem.
Det eldgamle liv i denne titel er stromatolitter, stenlignende strukturer fastlagt af mikroskopiske, encellede organismer kaldet cyanobakterier. Stromatolitter er både mineralsk og organisk, fordi de er dannet af samfund af mikroorganismer, der udskiller slim, der fælder korn af sediment. Stromatolitter findes i søjler, hauger og i arkstrukturer, der ligner sedimentære klipper. Fossiliserede stromatolitter er det tidligste bevis på liv på Jorden.
Forskere fra University of New South Wales (UNSW) offentliggjorde disse nye fund i tidsskriftet Geology. Deres papir har titlen Nano-porøs pyrit og organisk stof i 3,5 milliarder år gamle stromatolitter, der registrerer det overordnede liv. Deres påvisning af organisk stof i disse gamle fossiler kaldes et stort fremskridt på dette felt.
”Dette er en spændende opdagelse - for første gang er vi i stand til at vise verden, at disse stromatolitter er et definitivt bevis for det tidligste liv på Jorden.”
Dr. Raphaeil Baumgartner, hovedforsker, australske center for astrobiologi.
Den førende forsker er Dr. Raphael Baumgartner, en forskningsmedarbejder i det australske Center for Astrobiology. Baumgartner og de andre forskere undersøgte den velkendte Dresser Formation i Western Australia's Pilbara-region. Klipperne i Dresser-formationen er 3,49 milliarder år gamle. I 1980'erne fandt forskere bevis for det gamle liv der. Men selvom bevisene var overbevisende, var der usikkerhed.
Men opdagelsen af organisk stof har fjernet denne usikkerhed.
”Dette er en spændende opdagelse - for første gang er vi i stand til at vise verden, at disse stromatolitter er et definitivt bevis for det tidligste liv på Jorden,” sagde Dr. Baumgartner. Opdagelsen kan også hjælpe videnskabsmænd med at søge bevis for det gamle liv på Mars.
Professor Martin Van Kranendonk er direktør for astrobiologisk afdeling ved UNSW. Han siger, at opdagelsen af organisk stof i Dresser-formationen beviser, at fossilerne der er gamle stromatolitter snarere end bare spændende klipper. Ifølge Van Kranendonk er dette et 'rygende pistol' øjeblik i videnskaben.
Han siger også, at denne opdagelse vil hjælpe i søgningen efter det gamle liv på Mars.
”Dette repræsenterer et stort fremskridt i vores viden om disse klipper, i videnskaben om undersøgelser af tidlige liv generelt og - mere specifikt - i søgen efter liv på Mars. Vi har nu et nyt mål og en ny metode til at søge efter gamle livsspor, ”siger professor Van Kranendonk.
Da dette bevis først blev afsløret i 1980'erne, var der usikkerhed omkring dens oprindelse. Fossilerne havde strukturen og strukturen af gamle stromatolitter, men geologiske processer kan efterligne fossiler i dette tilfælde. Der var en mangel på sikkerhed.
”Desværre er der et klima med mistillid til bioteksturer i tekstur i forskersamfundet. Derfor har stromatolites oprindelse i Dresser-formationen været et varmt omdiskuteret emne, ”sagde Dr. Baumgartner i en pressemeddelelse.
Tidligere fossile prøver fra Dresser-formationen blev taget fra de øverste stenlag, hvor prøver blev udsat for forvitring. Men i dette arbejde gik forskerne dybere. De opnåede prøver fra meget dybere i klippen, hvor fossiler er bedre konserverede og ikke udsættes for vejrforhold, hvilket kan ændre mineralogien og hæmme konserveringen.
”At se på borekerneprøver gjorde det muligt for os at se på et perfekt øjebliksbillede af det gamle mikrobielle liv,” sagde Dr. Baumgartner. De udsatte disse nye prøver for en endelig spærring af analytiske teknikker.
”I denne undersøgelse tilbragte jeg meget tid i laboratoriet ved hjælp af mikroanalytiske teknikker til at se meget nøje på klippeprøverne for at bevise vores teori en gang for alle,” sagde Baumgartner. Analysen omfattede højdrevet elektronmikroskopi, spektroskopi og isotopanalyse.
"Jeg tror, det var omkring 23:00, da jeg havde dette 'eureka' øjeblik, og jeg blev indtil tre eller fire timer om morgenen, bare billedbehandling og billeddannelse, fordi jeg var så ophidset."
Dr. Raphael Baumgartner, hovedforsker, associeret af det australske center for astrobiologi
Selve de fossiliserede stromatolitter er i vid udstrækning lavet af mineraljernpyriten, eller hvad der undertiden kaldes "narres guld" for dets glitrende lighed med det faktiske guld. Og inde i den jernpyrit Baumgartner fandt organisk stof.
"Det organiske stof, som vi fandt konserveret inden for pyrite af stromatolitterne, er spændende - vi ser på usædvanligt konserverede sammenhængende filamenter og tråde, der typisk er rester af mikrobiel biofilm," sagde Dr. Baumgartner.
Ifølge forskerne er denne type bevis aldrig blevet set før.
"Det organiske stof, som vi fandt konserveret inden for pyrite af stromatolitterne, er spændende - vi ser på usædvanligt konserverede sammenhængende filamenter og tråde, der typisk er rester af mikrobiel biofilm," siger Dr. Baumgartner.
”Jeg var temmelig overrasket - vi forventede aldrig at finde dette niveau af bevis før jeg startede dette projekt. Jeg kan huske natten ved elektronmikroskopet, hvor jeg endelig regnede ud, at jeg kiggede på biofilmrester. Jeg tror, det var omkring 23:00, da jeg havde dette 'eureka' øjeblik, og jeg blev indtil klokken tre eller fire om morgenen, bare billedbehandling og billeddannelse, fordi jeg var så ophidset. Jeg har mistet sporet af tiden, ”siger Dr. Baumgartner.
Disse fund hjælper os ikke kun med at forstå oprindelsen af livet på Jorden, de hjælper astrobiologer med at forstå, hvordan vi bedst kan kigge efter fossiliserede gamle liv på Mars.
”At forstå, hvor livet kunne have vist sig, er virkelig vigtigt for at forstå vores forfader. Og derfra kunne det hjælpe os med at forstå, hvor ellers livet kunne have fundet sted - for eksempel hvor det blev sparket i gang på andre planeter, ”siger Dr. Baumgartner.
I august besøgte forskere fra NASA, ESA og RosCosmos Pilbara-regionen i Australien for at arbejde på de forskningsteknikker, de vil bruge i kommende missioner til Mars. NASAs Mars 2020-rover og ESA / RosCosmos ExoMars vil begge være på udkig efter bevis for det gamle liv på Mars. Forskere ved, at ethvert bevis, de finder, vil være mikroskopisk. Dette feltarbejde blev også ledet af professor Van Kranendonk fra UNSW.
"Hvis vi bedre kan forstå, hvordan disse fossile <stromatolitter> kom til at være her - og de nærliggende geologiske skilte, der hjælper med at pege vejen mod dem - vil vi være så meget mere forberedt, når vi jager efter livstegn på Mars," sagde Ken Farley, projektforsker for Mars 2020 ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, i en pressemeddelelse.
”Ligesom Apollo-astronauterne besøgte områder med geologisk interesse på Jorden, før de rejste til Månen, gør forskerne fra Mars 2020 og ExoMars deres due diligence, inden deres missioner udgør 160 millioner plus mil -kilometer] tur til den røde planet, ”sagde Mitch Schulte, Mars 2020-programforsker ved NASAs hovedkvarter i Washington. ”Martin hjalp dem ved at give et grundigt og tankevækkende kig på Pilbara's geologiske træk.”
”Det er dybt tilfredsstillende, at Australiens gamle klipper og vores videnskabelige know-how leverer et så betydeligt bidrag til vores søgning efter udenjordisk liv og frigørelse af hemmelighederne fra Mars,” sagde professor Van Kranendonk.
Baumgartner, Kranendonk og andre forskere afslører, kapitel for kapitel, historien om, hvordan livet udfoldede sig på Jorden. Hvis det hjælper os med at afsløre den samme historie på Mars, hvor livet kan have eksisteret i milliarder af år, før de i sidste ende udslettes, vil det være endnu mere et Eureka-øjeblik.
Mere:
- Pressemeddelelse: Tidlige tegn på liv: Forskere finder mikrobielle rester i gamle klipper
- Forskningsartikel: Nano-porøs pyrit og organisk stof i 3,5-milliarder år gamle stromatolitter registrerer oprindeligt liv
- Forskningsartikel: Evaluering af bevis på liv i 3.700 millioner år gamle klipper i Grønland
- Pressemeddelelse: Forskere udforsker Outback som testbed for Mars
- Pressemeddelelse: NASA Finder antikt organisk materiale, mystisk metan på Mars
