Давні сліди життя: коли зародилося життя на планеті Земля?

Вже роками вчені сперечаються про те, чи є знахідка в австралійській породі найстарішим свідченням життя на нашій планеті. Її вік – 3,5 мільярда років.
Нове дослідження гіпотетичних микроокаменелостей, здається, підтвердило біогенне походження цих останків – і навіть надав можливість з’ясувати, кому вони належали.
Життя на нашій планеті розвивалася протягом мільярдів років. Однак коли почався цей процес: коли виникли перші клітини, а з ними – і життя? Досі це питання ще не з’ясований. Одна з причин: немає однозначних скам’янілостей з цього періоду, адже делікатні клітини не збереглися. Тому вчені залежать від непрямих доказів – наприклад, мінералів чи хімічних сполук, які зазвичай виникають лише в результаті діяльності живих клітин.
І зараз вчені на півдорозі до того, щоб прийти до згоди щодо найбільш ранніх микроостатков. Їх у породі кратона Пілбара в Західній Австралії ще в 1993 році виявив учений Вільям Шопф (William Schopf) з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. В кількох місцях він натрапив на специфічні розгалуження та лінійні моделі, яким приблизно 3,5 мільярда років, які могли б свідчити про вкраплення органічного матеріалу. Шопф вважав цю знахідку залишками архаїчних прокаріотів – то є найдавнішими слідами життя на планеті.
Однак така інтерпретація суперечлива. Вчені роками палко сперечаються про те, чи дійсно ці сліди походять від живих істот. Остаточно роз’яснити спір могло б нове дослідження зразків проблемної породи. Його зробила команда на чолі з першовідкривачем гіпотетичних слідів життя.
Щоб з’ясувати, чи мають ці сліди біогенне походження, вчений і його колеги вперше досліджували зразки з допомогою так званої мас-спектрометрії вторинних іонів – і виявили склад ізотопів. Справа в тому, що кожна органічна речовина містить типове для неї співвідношення стабільних ізотопів вуглецю 12 і 13. І саме це співвідношення для зразків з Австралії визначила команда.
Результат: ізотопний склад точно відповідає тому, чого очікують від мікробних форм життя – і він завжди збігався з морфологічною структурою скам’янілостей. «Співвідношення ізотопів З-12 і З 13-у породі є таким, що притаманне біології різних організмів», – сказав Шопф.
Завдяки хімічному складові і видимим слідом вчені змогли також прийти до висновку про ідентичність залишків. «Наше дослідження свідчить: ми маємо справу з примітивними, проте різними групами живих істот», – констатує Шопф. В цілому команда проявила 11 різних видів з п’яти таксонів – серед них і вимерлі організми, і форми, які дуже схожі на сьогодні живих мікробів.
Зокрема, дослідники виявили бактерії, які, ймовірно, були фототропными і використовували Сонце для отримання енергії. Вони також знайшли свідчення існування гамма-протеобактерии і археев, що споживали і виробляли метан. Цей газ вважають основним компонентом ранньої атмосфери Землі – до появи кисню.
Чи закінчиться на цьому спір про земні сліди життя? Для колеги Шопфа Джона Валі (John Valley) з Вісконсинського університету все очевидно: «Нові результати відкидають всякі сумніви».
Той факт, що вже 3,5 мільярди років тому на Землі існували різні групи мікроорганізмів, підводить, на думку Шопфа, до наступних висновків: «Життя має зародитися ще раніше. Наскільки раніше, ми не знаємо».
Нещодавно в канадській породі вчені виявили сліди, яким від 3,7 млрд до 4,3 млрд років. Вони також можуть відбуватися від живих організмів, але однозначного доказу цього поки немає.