№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Сложные формы жизни на Земле появились гораздо раньше, чем мы думали

Фото: Pixabay

Это означает, что и на других планетах такая жизнь может быть широко распространенной.

Точное время возникновения сложной жизни на Земле остается предметом научных дискуссий. Считается, что жизнь на планете возникла как минимум 3,7 млрд лет назад, но многие ученые относят этот момент в еще более глубокую историю. 

Новое исследование основано на свидетельствах разнообразной микробной жизни внутри небольшого (размером с кулак) куска горной породы из Квебека в Канаде. Его возраст составляет от 3,75 до 4,28 млрд лет. Для справки, возраст нашей планеты – 4,567 млрд лет. 

Кусок породы был обнаружен еще в 2017 году, и тогда исследователи заподозрили, что структуры в нем – крошечные нити, выступы и трубки – были связаны с деятельностью древних бактерий. Однако эту теорию было необходимо проверить. 

После дальнейшего обширного анализа породы команда обнаружила в породе еще более крупную и сложную структуру, чем те, которые были замечены там ранее.

Внутри камня находилась стеблеобразная структура с параллельными ветвями с одной стороны длиной почти сантиметр, а также сотни искривленных сфер или эллипсоидов рядом с трубками и нитями.

«Это означает, что жизнь могла начаться всего через 300 миллионов лет после образования Земли. С геологической точки зрения это очень быстро – всего около одного оборота Солнца вокруг Галактики», – Доминик Папино, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета.

Ключевой вопрос для Папино и его коллег заключался в том, могли ли эти структуры образоваться в результате химических реакций, не связанных с живыми существами.

Согласно исследованию, некоторые из более мелких структур предположительно могли быть продуктом абиотических реакций, однако недавно идентифицированный «древовидный» ствол, скорее всего, имеет биологическое происхождение, поскольку никакая подобная ему структура не может быть создана только в результате химических реакций.

Фото: D. Papineau
Ярко-красная порода, богатая железом и кремнеземом, содержащая трубчатые и нитевидные микрофоссилии

В дополнение к структурам исследователи выявили минерализованные химические вещества в породе, которые могли быть побочными продуктами различных типов метаболических процессов.

Это открытие указывает на возможность того, что ранняя Земля – всего через 300 миллионов лет после ее образования – была заселена множеством микробов.

Горную породу анализировали с помощью комбинации оптических наблюдений: с применением рамановских микроскопов (которые используют рассеяние света для определения химической структуры) и цифрового воссоздания участков породы с помощью суперкомпьютера, который обработал тысячи изображений с помощью двух методов визуализации с высоким разрешением.

Изучаемый кусок породы был добыт из зеленокаменного пояса Нуввуагиттук (NSB) в Квебеке, который когда-то был частью морского дна. NSB содержит одни из самых старых осадочных пород, известных на Земле. Нагруженная окаменелостями порода также была проанализирована на уровни редкоземельных элементов, и исследователи обнаружили, что она действительно имеет те же уровни, что и другие образцы древней породы. Этим они подтвердили, что она является такой же старой, как и окружающие ее вулканические породы.

«Это открытие означает, что жизни требуется всего несколько сотен миллионов лет, чтобы развиться до организованного уровня на изначально пригодной для жизни планете».

«Поэтому мы приходим к выводу, что такие микробные экосистемы могли существовать на других поверхностях планет, где жидкая вода взаимодействовала с вулканическими породами, и что эти самые старые микрофоссилии и дубиофоссилии предполагают, что внеземная жизнь может быть более распространенной, чем считалось ранее», – пишут авторы исследования.