Livet på Jorden har haft en lang og turbulent historie. Forskere estimerer, at for ca. 4 milliarder år siden, kun 500 millioner år efter dannelsen af planeten Jorden, opstod de første encellede livsformer. Ved den arkæiske Eon (for 4 til 2,5 milliarder år siden) antages multi-cellede livsformer at have vist sig. Selv om eksistensen af sådanne organismer (Archaea) er blevet udledt af kulstofisotoper, der findes i gamle klipper, er fossile beviser forblev undvigende.
Alt dette er ændret takket være en nylig undersøgelse udført af et team af forskere fra UCLA og University of Wisconsin – Madison. Efter at have undersøgt gamle stenprøver fra det vestlige Australien, konstaterede teamet, at de indeholdt de fossiliserede rester af forskellige organismer, der er 3,465 milliarder år gamle. Kombineret med den nylige række eksoplanetopdagelser styrker denne undersøgelse teorien om, at livet er rigeligt i universet.
Undersøgelsen med titlen "SIMS-analyser af den ældste kendte samling af mikrofossiler dokumenterer deres taxonkorrelerede carbonisotopkompositioner", for nylig dukket op i Forløb fra National Academy of Sciences. Som forskerteamet antydede, bestod deres undersøgelse af en carbonisotopanalyse af 11 mikrobielle fossiler hentet fra den 3.465 millioner år gamle vestlige australske Apex Chert.
Disse 11 fossiler var forskellige i naturen, og forskerne delte dem op i fem artsgrupper baseret på deres tilsyneladende biologiske funktioner. Mens to af de fossile prøver ser ud til at have udført en primitiv form for fotosyntesen, producerede en anden tilsyneladende metangas. De resterende to ser ud til at have været metanforbrugere, som de plejede at bygge og vedligeholde deres cellevægge (meget som hvordan pattedyr bruger fedt).
Som J. William Schopf - en professor i paleobiologi ved UCLA College og hovedforfatter på studiet - angivet i en UCLA Newsroom pressemeddelelse:
”For 3.465 milliarder år siden var livet allerede forskelligt på Jorden; det er klart - primitive fotosynteser, methanproducenter, metanbrugere. Dette er de første data, der viser de meget forskellige organismer på det tidspunkt i Jordens historie, og vores tidligere forskning har vist, at der også var svovlbrugere for 3,4 milliarder år siden.
Denne undersøgelse, som er den mest detaljerede, der nogensinde er blevet udført på mikroorganismer, der er konserveret som gamle fossiler, bygger på arbejde, som Schopf og hans medarbejdere har udført i over to årtier. Tilbage i 1993 gennemførte Schopf og et andet team af forskere en undersøgelse, der først beskrev disse typer af fossiler. Dette blev fulgt i 2002 af en anden undersøgelse, der understøttede deres biologiske oprindelse.
I denne seneste undersøgelse etablerede Schopf og hans team, hvilken slags organismer de er, og hvor komplekse de er. For at gøre dette analyserede de mikroorganismerne ved hjælp af en teknik kaldet Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), som afslører forholdet mellem carbon-12 og carbon-13. Mens carbon-12 er stabil og den mest almindelige type findes i naturen, er carbon-13 en mindre almindelig, men på samme måde stabil isotop, der bruges i organisk kemi-forskning.
Ved at adskille kulstoffet fra hvert fossil i dets isopoper, og bestemme deres forhold, kunne teamet konkludere, hvor længe siden mikroorganismerne levede, og hvordan de levede. Denne opgave blev udført af Wisconsin-forskerne, der blev ledet af professor John Valley. ”Forskellene i forholdet mellem kulstofisotop er sammenhængende med deres former,” sagde Valley. "Deres C-13-til-C-12-forhold er karakteristisk for biologi og metabolisk funktion."
I henhold til den nuværende videnskabelige konsensus var avanceret fotosyntese endnu ikke udviklet, og ilt ville ikke vises på Jorden før 500 millioner år senere. For 2 milliarder år siden begyndte koncentrationer af iltgas hurtigt at stige. Dette betyder, at disse fossiler, der var omkring ca. 1 milliard år efter, at Jorden blev dannet, ville have levet på et tidspunkt, hvor de var lidt ilt i atmosfæren.
I betragtning af at ilt ville være giftigt for disse typer af primitive fotosynteser, er de ret sjældne i dag. I sandhed kan de kun findes på steder, hvor der er tilstrækkeligt lys, men intet ilt, noget som sjældent findes i kombination. Desuden var klipperne i sig selv en kilde til stor interesse, da den gennemsnitlige levetid for sten udsat for jordoverfladen kun er omkring 200 millioner år.
Da Shopf først begyndte sin karriere, var de ældste kendte stenprøver 500 millioner år gamle. Dette betyder, at de fossile bærende klipper, han og hans team undersøgt, er så gamle, som klipper på Jorden kan få. At finde fossiliseret liv i sådanne gamle prøver viser, at forskellige organismer og en livscyklus allerede var udviklet på Jorden af den tidlige Archaen Eon, noget som videnskabsmænd kun mistænkte indtil dette tidspunkt.
Disse fund har naturligvis konsekvenser for studiet af, hvordan og hvornår livet opstod på Jorden. Ud over Jorden har undersøgelsen også konsekvenser, da den viser, at der opstod liv, da Jorden stadig var meget ung og i en primitiv tilstand. Det er derfor ikke usandsynligt, at en lignende proces har fundet sted andre steder i Universet. Som Schopf forklarede:
”Dette fortæller os, at livet måtte være begyndt væsentligt tidligere, og det bekræfter, at det ikke var vanskeligt for det primitive liv at danne sig og udvikle sig til mere avancerede mikroorganismer. Men hvis forholdene er rigtige, ser det ud til, at livet i universet skal være udbredt. ”
Denne undersøgelse blev muliggjort takket være finansiering fra NASA Astrobiology Institute. Når vi ser på fremtiden, indikerede Schopf, at den samme teknologi, der blev anvendt til dato for disse fossiler, sandsynligvis vil blive brugt til at studere klipper, der er bragt tilbage af NASAs besætningsmission til Mars. Denne mission er planlagt til 2030'erne og indebærer hentning af prøver, der er opnået af Mars 2020 Rover og bringe dem tilbage til Jorden til analyse.
