Источник: DOMINIC PAPINEAU

Международная группа ученых из Китая, Великобритании и США представила новые доказательства того, что жизнь на Земле могла возникнуть и развиться в достаточно сложные формы чрезвычайно рано — уже спустя 300 млн лет после формирования самой планеты. Напомним, принято считать, что Земля возникла в промежутке от 4,53 до 4,58 млрд лет назад.

Согласно новому исследованию, древнейшие окаменелости на Земле, возраст которых оценивается как минимум в 3,75 млрд, а может быть, даже в 4,28 млрд лет, были найдены в отдаленном регионе на севере канадской провинции Квебек. Статья об этом опубликована в журнале Science Advances.

Если структуры в этих породах действительно имеют биологическое происхождение, то это открытие отодвигает момент появления жизни на планете как минимум на 300 млн лет назад по сравнению с прежними оценками, что потенциально делает возраст самых ранних известных организмов сопоставимым с возрастом самой Земли. Все это не только важно для понимания того, как могла возникнуть жизнь в Солнечной системе, но и обещает помочь при поиске жизни в других планетных системах.

Первоначально предполагаемые окаменелости древнейших микроорганизмов были собраны геохимиком Домиником Папино из Университетского колледжа Лондона во время экспедиции 2008 года в так называемый супракрустальный пояс Нуввуагиттук в Квебеке — формацию, которая содержит одни из самых древних осадочных горных пород на Земле, бывших когда-то частью морского дна. Особенно интересен оказался один из кусков породы размером с кулак, содержащий какие-то окаменелости. Эта порода была проанализирована на предмет содержания в ней редкоземельных элементов, и выяснилось, что их уровень соответствует другим древним образцам, подтверждая тем самым, что возраст находки и окружающих вулканических пород одинаковы.

Папино и его коллеги сообщили о своем открытии в статье 2017 года, опубликованной в журнале Nature, которая сразу же вызвала активные споры о том, действительно ли все «трубки» и «нити», что сохранились в горных породах, можно считать результатом биологических процессов — или это сугубо геологические образования.

До этого открытия древнейшие ископаемые свидетельства жизни были найдены в Западной Австралии, там возраст соответствующих пород составил 3,46 млрд лет. Однако и по поводу тех находок также не прекращаются споры. Ученые расходятся во взглядах на то, могут ли все эти окаменелости иметь биологическое происхождение.

Между тем Папино и его коллеги продолжили работу над поиском дополнительных свидетельств того, что странные структуры действительно относятся к ранним формам жизни, которые могли бы обитать вблизи горячих гидротермальных источников в самых древних земных океанах. Исследователи сообщают теперь о «беспрецедентных» новых находках, которые потенциально позволяют изучить «разнообразную микробную экосистему на молодой Земле, которая может быть также распространена и на других планетах, включая Марс».

«В целом, это очень интересно, потому что мы не только используем разные научные подходы для того, чтобы независимо подтвердить биологическое происхождение находок, но и опровергаем предложенные абиотические альтернативы, — пояснил Папино в интервью изданию Vice.com. — Подобные микроокаменелости находятся и в других древних формациях, и если жизнь до столь сложных форм может развиваться за настолько короткое время, то это ставит перед нами множество новых философских вопросов о вероятности того, что жизнь могла возникать практически всюду, оставляя после себя такие следы. Это не только дает возможность отодвинуть время появления жизни на Земле вглубь веков, но и дает больше надежд на отыскание подобных вещей на других планетах».

В попытке противостоять многочисленным скептикам, выражавшим сомнение в корректности исследований Папино и его коллег 2017 года, ученые перебрали множество других методов, позволивших прояснить природу таинственных структур в канадских скалах. В то время как первоначальное исследование основывалось на очень тонких скальных срезах, в новой работе описываются более объемные образцы. В них прослеживается, например, древовидный ствол с параллельными ветвями на одной из сторон, поперечник которого достигает почти сантиметровой величины. Наблюдается также множество сплюснутых сфер, собранных в замысловатые скопления. Этот сантиметровый масштаб может показаться не столь уж впечатляющим с точки зрения современных жизненных форм, однако он совершенно невероятен для бактериального сообщества, которое, возможно, возникло на заре существования планеты.

Исследователи, впрочем, признают, что некоторые из представленных «узоров» могли все же образоваться в результате сугубо геологических процессов, но уверены в том, что структуру вышеописанного «ствола» невозможно объяснить абиотическими процессами. Более того, многими своими чертами погребенные в скале образования напоминают останки окисляющих железо бактерий, которые и в настоящее время обитают вблизи донных гидротермальных источников.

Конечно, у нас нет возможности выделить из всего этого какую-либо ДНК — эти молекулы просто не пережили бы прошедшие миллиарды лет, а также жару и давление, которым подверглась эта порода. Однако на основе наблюдаемой морфологии мы можем сказать, что эти микрофоссилии [ископаемые останки] напоминают те, что остаются от современных бактерий, носящих название Mariprofundus ferrooxydans.
Доминик Папино
Геохимик из Университетского колледжа Лондона

В дополнение к исследованиям самих структур в породе удалось также выявить наличие минерализованных химических веществ, которые потенциально могут считаться побочным продуктом разного рода метаболических процессов, в которых участвовали древние микроорганизмы. Так, эти химические вещества могли выделяться в процессе извлечения энергии бактериями, которые для этого окисляли железо и серу, а при некоторых интерпретациях наблюдаемых химических выделений можно даже увидеть намеки на чрезвычайно ранние случаи фотосинтеза.

Структуры горных пород анализировались с помощью комбинации оптических наблюдений посредством рамановской микроскопии, в которой используется рассеяние света для определения химической структуры, и цифрового воссоздания участков породы с помощью суперкомпьютера, который обработал для этого тысячи изображений с помощью двух методов визуализации с высоким разрешением.

О том, что зарождающая жизнь могла концентрироваться возле океанских «черных курильщиков», способных обеспечить ее источниками энергии, включая железо, углерод, водород и кислород, речь идет уже довольно давно. Существование подобных «жерл» нельзя также исключить в подледных океанах спутника Юпитера Европы или спутника Сатурна Энцелада, что делает эти миры потенциальными мишенями для поиска инопланетной жизни. Точно так же возможность существования подобной среды на Марсе миллиарды лет назад повышает вероятность того, что микроокаменелости могут быть однажды найдены и на этой планете, возможно, с помощью марсохода NASA Perseverance, который занят сейчас поисками следов прошлой марсианской жизни.

Так что самые интересные следствия из этого открытия — то, как оно может сказаться на оценках распространенности жизни во Вселенной. Если жизнь могла успешно развиваться и эволюционировать в столь суровых условиях, что царили на очень ранней Земле, то она может оказаться чрезвычайно распространенным явлением и во всем прочем космосе.

«Это открытие означает, что жизни требуется всего несколько сотен миллионов лет, чтобы развиться до высокоорганизованного уровня на хоть сколько-то пригодной для жизни планете, — заявляют авторы статьи. — Поэтому мы приходим к выводу, что такие микробные экосистемы могли бы существовать и на других планетах и оставить свои следы там, где жидкая вода взаимодействовала с вулканическими породами. Эти самые древние микрофоссилии и дубиофоссилии, о которых мы сообщаем, свидетельствуют о том, что внеземная жизнь может быть гораздо более распространенным явлением, чем считалось до сих пор».

Таким образом, предполагаемые микроокаменелости из Квебека не только открывают важное окно в далекое прошлое самой Земли, но и предоставляют ученым новые возможности для выявления жизни на далеких планетах.

Во время загрузки произошла ошибка.
Подпишитесь на нас