Około 2,3 miliarda lat temu życie bakterii wytworzyło wystarczającą ilość tlenu, aby powietrze mogło oddychać dla większych stworzeń. Naukowcy znaleźli dowody na to, że wielokomórkowe eukarionty - nasi odlegli przodkowie - kwitły na Ziemi, przed i po wielkim chłodzie. Podczas gdy większość planety była pokryta, prawdopodobnie istniały kieszenie wolne od lodu, na których mogły przetrwać wyspy życia.
Minęło 2,3 miliarda lat, odkąd atmosfera Ziemi została nasycona wystarczającą ilością tlenu, aby wesprzeć życie, jakie znamy. Mniej więcej w tym samym czasie planeta została pokryta lodem, który według niektórych naukowców miał głębokość ponad pół mili. Rodzi to pytania o to, czy złożone życie mogło istnieć przed „Snowball Earth” i przetrwać, czy też ewoluowało, gdy śnieżka zaczęła się topić.
Nowe badania pokazują, że organizmy zwane eukariotami - organizmy jednej lub więcej złożonych komórek, które biorą udział w rozmnażaniu płciowym i są przodkami gatunków zwierząt i roślin obecnych obecnie - istniały od 50 do 100 milionów lat przed epoką lodowcową i jakoś przeżyły. Prace pokazują również, że sinice lub niebiesko-zielone bakterie, które umieszczają tlen w atmosferze w pierwszej kolejności, najwyraźniej wypompowywały tlen przez miliony lat wcześniej, a także przetrwały zlodowacenie Ziemi.
Odkrycia podważają najgorsze modele głębokości zamrożenia, powiedział astrobiolog z Waszyngtonu Roger Buick, profesor nauk o Ziemi i kosmosie. Powiedział, że chociaż lód prawdopodobnie był szeroko rozpowszechniony, prawdopodobnie nie był tak gruby jak pół mili.
„Tego rodzaju pokrycie lodem dławi fotosyntezę, więc nie ma po co jeść, szczególnie eukariontów. Po prostu nie mogli przeżyć - powiedział. „Ale te badania pokazują, że przeżyli”.
Buick i współpracownicy badali kropelki oleju zamknięte w kryształach górskich sprzed 2,4 miliarda lat temu, wydobyte z obszaru jeziora Elliot w pobliżu Sault Ste. Marie, Ontario, Kanada. Olej, zasadniczo chemikalia pozostawione po rozpadzie materii organicznej, zawierał biomarkery lub skamieliny molekularne, które można strukturalnie zidentyfikować jako pochodzące z określonych rodzajów życia.
„To to samo, co patrzenie na skamieliny dinozaurów, tyle że skamieliny są w skali molekularnej. Patrzysz na szkielety molekularne cząsteczek węgla, takie jak cholesterol, znajdujące się w kropelkach oleju - powiedział.
To nie pierwszy raz biomarkery wskazujące, że eukarionty i cyjanobakterie żyły, zanim w starożytnych skałach znaleziono „Śnieżną Ziemię”. Artykuł, który doszedł do tego samego wniosku, został okrzyknięty jednym z największych przełomów naukowych w 1999 r. Buick przeprowadził niektóre badania dla tego artykułu i był współautorem. Ale prawie od czasu jego opublikowania przeciwnicy stwierdzili, że to, co zostało zaobserwowane, nie było tak naprawdę starożytnymi biomarkerami, ale raczej pewnym rodzajem zanieczyszczenia, które dostało się do badanych próbek, być może z powodu ropy płynącej przez skały łupkowe znacznie później lub zanieczyszczenia współczesnych paliw kopalnych.
„Pomysł zanieczyszczenia zawsze pojawiał się na korytarzach lub na spotkaniach, ale nigdy nie był drukowany” - powiedział Buick. „To, co robi ten nowy artykuł, potwierdza, że są to bardzo, bardzo stare biomarkery”.
Głównym autorem artykułu opublikowanego w czerwcowym wydaniu Geologii jest Adriana Dutkiewicz z University of Sydney w Australii, dla której Buick był mentorem podoktoranckim. Inni autorzy to Herbert Volk i Simon George z Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation w Australii oraz John Ridley z Colorado State University.
Naukowcy zbadali próbki skał uzyskane z odkrywki w pobliżu jeziora Elliot, które następnie podzielono na kawałki o średnicy mniejszej niż jedna dziesiąta cala. Cząstki zostały dokładnie oczyszczone i sprawdzone pod kątem zanieczyszczenia w trakcie całego procesu. Fragmenty kryształów zawierały liczne maleńkie kieszenie płynu, w większości składające się z wody, ale także zawierające niewielkie ilości oleju, zwykle w cienkiej warstwie wokół bańki pary wodnej. Ropa powstała w wyniku rozkładającej się materii organicznej, prawdopodobnie pochodzenia morskiego.
„Kropla oleju to skarbnica. To wysoce skoncentrowane skamieliny molekularne - powiedział Buick.
Powiedział, że biomarkery zawarte w oleju wskazują, że zarówno eukariota, jak i sinice najpierw pojawiły się przed zlodowaceniem planet, a nie ewoluowały w tym samym czasie lub później. Próbki sugerują również, że tlen był wytwarzany na długo przed utlenieniem się atmosfery, prawdopodobnie utleniając metale, takie jak żelazo w skorupie ziemskiej i oceanie, zanim atmosfera zaczęła się wypełniać tlenem.
Wsparciem były granty z Australian Research Council, Australian Academy of Science oraz National Aeronautics and Space Administration Astrobiology Institute.
Oryginalne źródło: UW News Release
