A földi életnek hosszú és viharos története volt. A tudósok becslése szerint körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt, csak 500 millió évvel a Föld bolygó kialakulása után jelentkeztek az első egysejtű életformák. Az Archean Eon (4–2,5 milliárd évvel ezelőtt) szerint a többsejtű életformák feltehetően megjelentek. Noha az ilyen organizmusok (Archaea) létezését az ősi kőzetekben található szén-izotópokból derítették ki, addig a fosszilis adatok bizonytalanok maradtak.
Mindez megváltozott az UCLA és a Wisconsini Egyetem – Madison kutatócsoportja által a közelmúltban készített tanulmánynak köszönhetően. Miután megvizsgálták a Nyugat-Ausztráliából származó ősi kőmintákat, a csoport megállapította, hogy azok tartalmazzák a különféle organizmusok fosszilis maradványait, amelyek 3,446 milliárd évesek. Az exoplanet felfedezéseinek közelmúltbeli felfedezésével kombinálva ez a tanulmány megerősíti azt az elméletet, miszerint az élet bőséges az univerzumban.
A közelmúltban jelent meg a „A mikrosüvegek legrégebbi ismert gyűjteményének SIMS elemzése a taxonokkal korrelált szén izotóp összetételükről” című tanulmány. A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai. Mint a kutatócsoport jelezte, tanulmányuk 11 mikrobiális kövület szénizotóp-elemzéséből állt, amelyet a ~ 3465 millió éves nyugat-ausztráliai Apex Chertből vettünk.
Ez a 11 kövület természetük szerint változatos volt, és a kutatók nyilvánvaló biológiai funkcióik alapján öt fajcsoportra osztották őket. Míg a fosszilis minták közül kettő úgy tűnik, hogy a fotoszintézis primitív formáját hajtotta végre, egy másik látszólag metángázt termel. A fennmaradó kettő metánfogyasztóknak tűnik, amelyeket sejtfaluk építéséhez és karbantartásához használtak (hasonlóan ahhoz, hogy az emlősök hogyan használják a zsírt).
Amint azt J. William Schopf - az UCLA Főiskola paleobiológiai professzora és a tanulmány vezető szerzője - jelezte az UCLA sajtóközleményében:
„3,446 milliárd évvel ezelőtt az élet már változatos volt a Földön; ez egyértelmű - primitív fotoszintetizátorok, metántermelők, metánfelhasználók. Ez az első adat, amely megmutatja a nagyon sokféle szervezetet abban az időben a Föld történetében, és korábbi kutatásaink kimutatták, hogy 3,4 milliárd évvel ezelőtt is voltak kénfelhasználók.
Ez a tanulmány, amely az ókori kövületként megőrzött mikroorganizmusokon a legrészletesebben történt, azon munkára épül, amelyet Schopf és társai több mint két évtizede végeznek. Már 1993-ban Schopf és egy másik kutatócsoport készített egy tanulmányt, amely először az ilyen kövület típusokat írta le. Ezt 2002-ben egy másik tanulmány követte, amely igazolta biológiai eredetüket.
Ebben a legutóbbi tanulmányban Schopf és csapata megállapította, milyen organizmusok és milyen összetettek. Ehhez a másodlagos ion tömegspektroszkópiának (SIMS) nevezett módszerrel elemezték a mikroorganizmusokat, amely feltárja a szén-12 és a szén-13 arányát. Míg a szén-12 stabil és a természetben leggyakoribb típus, a szén-13 kevésbé általános, de hasonlóan stabil izotóp, amelyet a szerves kémia kutatásában használnak.
Az egyes fosszilis szénnek az alkotó izotópokra történő szétválasztásával és arányának meghatározásával a csoport képes volt arra következtetni, hogy a mikroorganizmusok milyen régen éltek, és hogyan éltek. Ezt a feladatot a Wisconsin kutatói végezték, akiket John Valley professzor vezetett. "A szén izotóp arányok különbségei korrelálnak alakjukkal" - mondta Valley. "C-13-C-12 arányuk jellemzi a biológiát és az anyagcserét."
A jelenlegi tudományos konszenzus szerint a fejlett fotoszintézis még nem alakult ki, és az oxigén csak 500 millió évvel később jelenik meg a Földön. 2 milliárd évvel ezelőtt az oxigéngáz koncentrációja gyorsan növekedett. Ez azt jelenti, hogy ezek a kövületek, körülbelül egymilliárd évvel a Föld kialakulása után, olyan időben éltek volna, amikor kevés oxigén volt a légkörben.
Mivel az oxigén mérgező lenne az ilyen primitív fotoszintetizátorok számára, manapság ezek nagyon ritkák. Valójában csak azokban a helyeken találhatók, ahol elegendő fény van, de nincs oxigén, ami ritkán fordul elő kombinációban. Ráadásul maguk a sziklák nagy érdeklődést váltottak ki, mivel a Föld felszínének kitett kőzet átlagos élettartama csak körülbelül 200 millió év.
Amikor Shopf először kezdte karrierjét, a legrégebbi ismert rockminták 500 millió évesek voltak. Ez azt jelenti, hogy az ő és csapata által megvizsgált fosszilis hordozó sziklák olyan öregek, amennyire a Földön lévő sziklák eljuthatnak. A megkövesedett élet megtalálása az ilyen ősi mintákban azt bizonyítja, hogy a korai Archaen Eon már változatos szervezeteket és életciklusokat fejlesztett ki a Földön, amit a tudósok csak addig gyanítottak.
Ezek az eredmények természetesen befolyásolják azt is, hogy miként alakult ki az élet a Földön. A Földön túl a tanulmánynak is vannak következményei, mivel bebizonyítja, hogy az élet akkor alakult ki, amikor a Föld még nagyon fiatal volt és primitív állapotban volt. Ezért nem valószínűtlen, hogy hasonló folyamat zajlott az univerzum más részein. Amint Schopf kifejtette:
„Ez azt mondja nekünk, hogy az életnek lényegesen korábban kellett volna megindulnia, és ez megerősíti, hogy az primitív élet nem volt nehéz kialakulni és fejlettebb mikroorganizmusokká fejlődni. De ha a feltételek megfelelőek, úgy tűnik, hogy az univerzumban az életnek elterjedtnek kell lennie. ”
Ez a tanulmány a NASA Asztrobiológiai Intézet támogatásának köszönhetően vált lehetővé. A jövőre nézve Schopf jelezte, hogy ugyanazt a technológiát, amelyet eddig ezeknek a fosszilis anyagoknak használták, valószínűleg felhasználják a NASA legénységének Mars felé tartó missziója által visszahozott sziklák tanulmányozására. A 2030 - as évekre tervezett feladat a Mars 2020 Rover és visszahozza őket a Földre elemzés céljából.
