Najstariji oblik života na Zemlji je otkriven na kanadskom Arktiku

Ovaj tekst je prvobitno objavljen na MOTHERBOARD

Oko 35 kilometara južno od Inukjuaka, eskimskog sela na dalekom severu Kvebeka, nalazi se neobičan stenoviti predeo. Poznat kao pojas sedimentnih stena Nuvuagituk, uglavnom se sastoji od sivo-zelenih stena, prošaranih crvenim venama. Kada biste se pomučili da odete tamo, a niste geolog, možda ne biste shvatili na čemu stojite. Smatra se da su ove stene formirane pre više milijardi godina, na dnu praistorijskog okeana, u blizini drevnih hidrotermičkih izvora. A sada su pokazale znake neobično drevnog života, menjajući istoriju naše planete.

U novom radu objavljenom u časopisu Nature, međunarodni tim istraživača kaže da su ove stene stare između 3,8 i 4,3 milijarde godina – najstarije stene ikada pronađene na našoj planeti. Ali to nije sve. Njihova bizarna struktura je znak prisustva drevnih mikroorganizama, što ih čini najstarijim „mikrofosilima“ ikada pronađenim, i najstarijim zabeleženim oblikom života na Zemlji.

Pojas sedimentnih stena Nuvuagituk, sa par nunavutskih Nastapoka ostrva u pozadini. Fotografija: D. Papineu

Naša planeta je nešto starija od 4,5 milijardi godina. U doba kada su ove stene formirane, nije prošlo mnogo više od par stotina miliona godina otkako se Zemlja ohladila i otkako su formirani okeani. Atmosfera na njoj je uglavnom bila toksična, i uslovi nisu bili pogodni za gotovo nijedan oblik života kakvog poznajemo danas (Najstariji vremenski period naše planete, Hadski eon, pre 4,5 do 4 milijarde godina, bio je toliko paklen, da je bukvalno nazvan po Hadu.).

To je jedan od razloga zašto su ovakva otkrića bitna: ako je život mogao da se pojavi na našoj primitivnoj planeti, veće su šanse da se možda pojavio i na drugim planetama.

Hematitske cevčice iz hidrotermalnog izvora na pojasu sedimentnih stena Nuvuagituk koje predstavljaju najstarije mikrofosile i dokaze života na zemlji. Fotografija: Metju Dod

Geohemičar Dominik Papineu, koji je iz Kvebeka, organizovao je ekspediciju na severni deo regije 2011. Bila su potrebna tri leta malim „klipnim avionima“ da dođe na lokaciju, kaže za Motherboard u intervjuu, kao i trosatna plovidba brodom.

Papineu nije očekivao da će naći fosile, zato što su sve stene prošle kroz veliku metamorfozu (što znači da su se menjale pod neverovatno velikim pritiskom i vrelinom ispod Zemljine kore, što je proces koji u najvećem broju slučajeva uništava bilo kakve znake života.).

Jarko crveni sloj hematičkog rožnaca, koji sadrži mikrofosile. Tamnozelena vulkanska stena gore desno predstavlja hidrotermalni talog na morskom dnu. Pojas sedimentnih stena Nuvuagituk. Fotografija: Dominik Papineu

On kaže da je s toga čudno što su crvene trake gvozdenih formacija utkane u sivo-zeleni predeo. „Jedna od hipoteza povodom tih stena je ta da je prilikom njihovog formiranja bio umešan biološki faktor“, kaže Papineu, koji je profesor Univerzitetstog koledža u Londonu (UCL).

Određene vrste bakterija koje danas postoje su ustanju da prikupljaju hranljive sastojke iz gvožđa, putem hemijske reakcije. Papineu je počeo da se pita da li su slični organizmi postojali i pre oko četiri milijarde godina.

„Zaintrigirala me je pojava ovih stena, pa sam uzeo uzorke“, kaže Papineu. „Ali ono što mi je zaista dalo nagoveštaj da je tu možda sačuvano nešto bitno je to što sam našao tragove okamenjenog jaspisa na terenu“.

Naslage hematita (minerala gvožđa) otkrivene u kvarcolikom jaspisu formirale su širok spektar struktura koje podsećaju na cevčice i vlakna, granule i rozete. Iako to nagoveštava moguće biološko poreklo, to i dalje nije bio pun pogodak. Ima načina da takve strukture nastanu i usled interakcija koje nisu biološke, pa su Papineu i ostali naučnici morali da traže dalje. Jedna zanimljiva odlika ovih formacija je to što oko nih postoje naslage drugih minerala.

„Rozete koje smo dokumentovali se sastoje od karbonata, apatita i grafitnog ugljenika“, kaže on. „Karbonat i apatit su zapravo sastojci kostiju“.

Mikroskopska rozeta od grafitnog ugljenika za koncentričnim slojevima kvarcnog sastava i zasebnim kristalom kvarca sa minijaturnom količinom crvenog hematita sa pojasa sedimentnih stena Nuvuagutik. Fotografija: M. Dod

Drugim rečima, to je organskija materija od one koja je mogla da potekne od mikrofosila.
On i glavni autor Metju Dod su na UCL uz pomoć mikroskopa i spektroskopije nastavili da proučavaju ove stene. Na kraju su zaključili da postoje dokazi da su ovi mikrofosili drevni organizmi koji su zaslužni za oksidaciju prisutnog gvožđa.

Postoji još samo par mesta na svetu gde se mogu naći toliko stare stene.

Na primer, tu su stromatoliti na Grenlandu. 2016. godine, naučnici su objavili da su otkrili fosile koji datiraju od pre 3,7 milijardi godina. U tom trenutku, bili su najstariji poznati fosili.

One su nastale u istom geološkom periodu kao i one opisane u novoj studiji u Kvebeku, kao posledica delovanja mikroba koji proizvode kiseonik. To znači da život ne samo da je postojao u veoma ranoj fazi razvoja planete – već je bio i relativno raznorodan.

„Ako su tada postojali mikrobi koji su proizvodili kiseonik, kao i mikrobi koji su oksidirali gvožđe u blizini hidrotermalnih izvora, imamo poprilično veliki diverzitet, zato što su na neki način to dalji rođaci današnjih mikroorganizama“, kaže Papineu.

Eskimski kamen međaš. Fotografija: J. O’Nil

Implikacije otkrića dve zasebne vrste života u tako ranoj fazi istorije naše planete su te da bi život mogao da bude otkriven i na drugim planetama. Ako su dve zasebne vrste bakterija bila u stanju da evoluiraju tako rano na Zemlji, da li bi takođe mogle da budu otkrivene i u blizini hidrotermalnih izvora u drevnim morima na Marsu, ili unutar okeana koji se možda nalazi ispod površine tla na Evropi? Naučnici su već otkrili nataloženi hematit na Marsu, u obliku „borovnica“ koje je otkrio rover Oportjunitija.

Papineu je izabrao Kvebek za metu svog istraživanja, jer kada je saznao za radove na Grenlandu, znao je da će slične uzorke moći da otkrije i bliže svojoj kući. „Ovo je moja rodna pokrajina. Ovo je moja domovina“, kaže on. Sada su, proučavajući drevne stene na njenom krajnjem severu, on i njegovi saradnici ispisali nove stranice istorije života na Zemlji.

Još na VICE:

CERN ima pravo, bukvalno ‘životinjsko sklonište’ za kompjuterske miševe

Pornići sa čigrom za stres su najnoviji hit na Pornhabu

Nauka je našla način da prevarite svoje slomljeno srce