Mikroskamieniałości zostały odkryte przez międzynarodowy zespół pracujący pod kierunkiem naukowców z Uniwersytetu Bolońskiego. Szczątki prehistorycznych drobnoustrojów znaleziono w dwóch warstwach skał osadowych pochodzących z tzw. Barberton Greenstone Belt – pasma położonego w Republice Południowej Afryki.
Obszar ten, zwany też górami Berberton Makhonjwa, to miejsce wyjątkowe dla świata nauki. Zawiera jedne z najstarszych i najlepiej zachowanych skał osadowych, jakie kiedykolwiek odkryto. Szacuje się, że liczą od 3,6 do 3,25 mld lat. Naukowcy od lat przeszukują je w poszukiwaniu śladów najstarszych form życia istniejących na Ziemi.
Najstarszy dowód na istnienie archeonów
Analiza skamieniałości pokazuje, że uwięzione w osadzie drobnoustroje żyły 3,42 miliarda lat temu głęboko pod dnem morskim. Tym samym – podkreśla prof. Barbara Cavalazzi, główna autorka badania – znalezisko jest najstarszym znanym przykładem drobnoustrojów znanych jako Archea lub archeony.
Na przynależność skamieniałych mikrobów do tej grupy wskazuje ich charakterystyczna budowa. Archeony są grupą mikroorganizmów, które pod względem ogólnej budowy przypominają bakterie, jednak charakteryzują się unikatową strukturą ściany komórkowej oraz błony cytoplazmatycznej. Opisywane w nowym badaniu mikroskamieniałości mają bogatą w węgiel powłokę zewnętrzną oraz chemicznie i strukturalnie odrębny rdzeń, przypominający ścianę komórkową lub błonę chroniącą materię wewnątrzkomórkową.
Archeony należą do prokariontów, czyli mikroorganizmów, których komórka nie zawiera jądra komórkowego ani organelli komórkowych typowych dla eukariontów (do których zaliczają się m.in. ludzie). – Chociaż wiemy, że archeony mogą występować jako skamieniałości, to mamy bardzo ograniczone bezpośrednie ich przykłady. Nasze odkrycia po raz pierwszy mogą rozszerzyć zapis kopalny archeonów na epokę, w której życie pojawiło się na Ziemi po raz pierwszy – mówi prof. Cavalazzi.
Pierwsze mikroorganizmy powstały w „zupie pierwotnej”
Najbardziej istotne w nowym badaniu jest odkrycie, gdzie żyły te prehistoryczne mikroorganizmy. Badania skamieniałości ujawniły, że prawdopodobnie rozwijały się one we wnękach w pobliżu tzw. kominów hydrotermalnych pod powierzchnią oceanu. Kominy hydrotermalne to szczeliny w skorupie ziemskiej, przez które uwalniana jest gorąca woda geotermalna. Kominy spotyka się najczęściej w miejscach aktywnych wulkanicznie oraz na styku płyt tektonicznych.
Uważa się, że interakcja chłodnej wody morskiej z cieplejszymi podpowierzchniowymi płynami hydrotermalnymi doprowadziła do powstania tzw. zupy pierwotnej – mieszaniny związków organicznych, która według jednej z teorii mogła być pierwszym środowiskiem, do którego przystosowało się życie na Ziemi lub miejscem, w którym powstało. Nowe odkrycie może być potwierdzeniem tej tezy.
Autorzy badania podkreślają, że skupiska mikroskamieniałości znaleźli w zagłębieniach ścian prehistorycznej wnęki hydrotermalnej, a analiza chemiczna osadów pokazuje, że zawierała ona większość głównych pierwiastków potrzebnych do życia archeonom, które nie potrzebują tlenu, a do uzyskiwania energii wykorzystują metan.
– Siedliska podpowierzchniowe, ogrzewane przez aktywność wulkaniczną, prawdopodobnie gościły niektóre z najwcześniejszych ekosystemów mikrobiologicznych na Ziemi. Nasze odkrycie to najstarszy przykład, jaki do tej pory znaleźliśmy. Ponieważ podobne środowiska znajdujemy również na Marsie, nasze badanie ma też wpływ na astrobiologię i szanse na znalezienie życia poza Ziemią – oceniła prof. Cavalazzi.
Źródło: Science Advances.