Jak bardzo można przesunąć granicę wyznaczającą początki życia na Ziemi? Naukowcy próbują odpowiedzieć na to pytanie szukając igły w stogu siana, czyli skamieniałości w najstarszych skałach na naszej planecie.
Zadanie tego typu jest trudne z kilku powodów. Bardzo ciężko odnaleźć materiał dowodowy z początków Ziemi. Większość skał sprzed 3,8 miliarda lat temu została poddana metamorfozie i ponownemu przetopieniu lub uległa erozji. Zamiast typowych formacji skalnych możemy poszukiwać minerałów o znacznie większej odporności na erozję i temperaturę, które są wtrąceniami w młodszych skałach. Do takich minerałów zalicza się cyrkon. Jest zadziwiającym podróżnikiem w czasie – najstarsze odkryte kryształy mają 4,4 miliarda lat, co jest już geologicznie bliskie powstaniu Ziemi w Układzie Słonecznym.Cyrkon więzi w sobie pierwiastki, które mogą opowiedzieć nam dużo o wczesnej historii Ziemi. Jak dużo? Przykładowo, izotopowa struktura tlenu w niektórych z najstarszych cyrkonów z Jack Hills z Australii wskazuje na to, że na naszej planecie woda była obecna już 4,4 miliarda lat temu. I choć na ten temat, ze względu na jego świeżość, wciąż toczą się debaty naukowe, zdążyliśmy w międzyczasie otrzymać kolejne, sensacyjne, około-mineralne wieści.
W 1993 roku ogłoszono odkrycie najstarszych ziemskich skamieniałości w pokładach skał krzemionkowych. Według naukowców, skały zawierały obiekty, które można było sklasyfikować jako 11 typów form życia. Niestety, po znacznie aktualniejszych badaniach, przy wykorzystaniu spektroskopii ramanowskiej, okazało się, że minimum 60% próbek węgla pochodzi z okresu późniejszego niż czas formowania się skały. Prawdopodobieństwo tego, że mamy do czynienia z najstarszymi dostępnymi skamieniałościami zmalało.
Całkiem niedawno, bo w roku 2015, ogłoszono wyniki badań, w których znowu pojawia się cyrkon (wspominany dwa akapity wcześniej) oraz… węgiel. Tytuł artykułu mówi sam za siebie: „Możliwość występowania węgla biogenicznego w złożach cyrkonu sprzed 4,1 mld lat”.
W ziarnach cyrkonu sprzed 4,1 mld lat zachowały się cząstki grafitu, niezwykle lekkie, co cechuje zwykle pozostałości węgla po organizmach żywych. Życie preferuje lżejsze izotopy pierwiastków, więc zamiast węgla C13, więcej jest w naszych organizmach węgla C12. Stosunek C12/C13 jest wysoki. Właśnie duża ilość izotopu C12 w graficie sprzed 4,1 miliarda lat jest prawdopodobnym śladem występowania wtedy życia.
Oznacza to, że naukowcy (być może!) odkryli ślady życia młodszego o 300 milionów lat, niż wcześniej przewidywano. 300 milionów! To dużo czy mało? W geologicznej skali czasu – niewiele, ale pomyślmy w jakich warunkach musiałoby istnieć zachowane w cyrkonie życie: w trakcie ery Wielkiego Bombardowania, kiedy powstało większość kraterów na Księżycu, tlen w powietrzu znajdował się w śladowych ilościach, a istnienie kontynentów w formie znanej obecnie jest raczej spekulatywne. I choć niektóre z badań cyrkonów wskazują na to, że występowała już wtedy woda w stanie ciekłym, i tak musimy uświadomić sobie, jak niegościnnym środowiskiem była wtedy Ziemia.
Cofnęliśmy się prawie do początków. Początków naszej planety. Czy oznacza to, że życie we Wszechświecie może być naprawdę powszechne i niewiele mu trzeba, by rozprzestrzenić się nawet w niegościnnych ekosystemach? W tym wypadku musimy uzbroić się w cierpliwość i dobrą pamięć (to rada dla starszych czytelników) lub samemu skierować swoje kroki na badania związane z tematyką początków życia, bo będziemy wtedy z informacjami na bieżąco (to rada dla młodszych, którzy mogliby wybrać taką karierę) i nie ominą nas żadne prace krytyczne, które na pewno się pojawią w odniesieniu do tak ważnych kwestii.
2 komentarze
Z życiem jest ten problem, że jest niełatwo definiowalne. Czy cząteczki zdolne do budowania własnych kopii z roztworu, w którym istnieją, przy zachodzącym zjawisku “mutacji” [błędów w wyniku których powstają nieco inne cząstki potomne], ale nie mających metabolizmu, to już życie? Przyjmuje się, że tak, z zastrzeżeniem, że jest to życie chemiczne, ale [jeszcze] nie biologiczne. To preludium do powstania materiału genetycznego i procesów rekombinacji. Natomiast zaadoptowanie samoistnie powstających w środowisku błon półprzepuszczalnych, by odgrodzić się nimi od środowiska, zwiększanie stopnia komplikacji budowy wewnętrznej protokomórki, wraz ze zwiększaniem ilości i stopnia złożoności zachodzących wewnątrz procesów, to wobec samego życia chemicznego pieśń przyszłości, i droga wieloetapowa. Pierwociny życia chemicznego mogły powstać dość łatwo i wcześnie w historii planety, ale czas ewolucji w stronę życia biologicznego mógł już być znaczny, liczony w setkach milionów lat.
Okazuję się że obecny model ewolucji ziemi jest w pewnym stopniu błędny. Proces stygnięcia planety i pojawienia oceanów musiał być zjawiskiem bardzo gwałtownym trwającym krótko. Należy pamiętać że na Marsie istniały jeszcze wcześniej oceany w przeciwieństwie do stygnącej wtedy ziemi. Możemy spekulować że na tej planecie istnieją skamieliny organizmów znacznie bardziej rozwiniętych niż nam się to wydawało.