Titeln Jordens tidigaste liv har återlämnats till fossilerna i Pilbara-regionen i Australien. Pilbara-fossilerna hade haft den titeln sedan 1980-talet, tills forskare som studerade gamla stenar på Grönland hittade bevis på det forntida livet där. Men efterföljande forskning ifrågasatte den biologiska karaktären av de grönländska bevisen, vilket ifrågasatte hela frågan igen.
Nu har en ny studie av Pilbara-fossilerna identifierat närvaron av bevarat organiskt material i dessa fossiler och överlämnat "Ancient Life" -kronan till dem.
Det forntida livet i denna rubrik är stromatoliter, stenliknande strukturer som fastställts av mikroskopiska, encelliga organismer som kallas cyanobakterier. Stromatoliter är både mineraliska och organiska, eftersom de bildas av samhällen av mikroorganismer som utsöndrar slem som fångar sedimentkorn. Stromatoliter finns i kolumner, högar och i arkstrukturer som ser ut som sedimentära bergarter. Fossiliserade stromatoliter är de tidigaste bevisen på liv på jorden.
Forskare från University of New South Wales (UNSW) publicerade dessa nya resultat i tidskriften Geology. Deras papper heter Nano-porös pyrit och organiskt material i 3,5-miljarder år gamla stromatoliter spelar in primordiala liv. Deras upptäckt av organiskt material i dessa forntida fossiler kallas ett stort framsteg på detta område.
"Det här är en spännande upptäckt - för första gången kan vi visa världen att dessa stromatoliter är ett definitivt bevis för det tidigaste livet på jorden."
Dr. Raphaeil Baumgartner, huvudforskare, australiensiska centrum för astrobiologi.
Ledande forskare är Dr. Raphael Baumgartner, en forskningsassistent vid Australian Center for Astrobiology. Baumgartner och de andra forskarna forskade på den välkända Dresser Formation i Västra Australiens Pilbara-region. Stenarna i Dresser-formationen är 3,49 miljarder år gamla. På 1980-talet fann forskare bevis på det forntida livet där. Men även om bevisen var övertygande fanns det osäkerhet.
Men upptäckten av organiskt material har fördrivit den osäkerheten.
"Det här är en spännande upptäckt - för första gången kan vi visa världen att dessa stromatoliter är definitiva bevis för det tidigaste livet på jorden," sade Dr. Baumgartner. Upptäckten kan också hjälpa forskare att söka bevis på forntida liv på Mars.
Professor Martin Van Kranendonk är chef för astrobiologiska avdelningen vid UNSW. Han säger att upptäckten av organiskt material i Dresser-formationen bevisar att fossilerna där är gamla stromatoliter snarare än bara spännande klippor. Enligt Van Kranendonk är detta ett "rökpistol" -moment i vetenskapen.
Han säger också att denna upptäckt kommer att hjälpa till i sökandet efter forntida liv på Mars.
”Detta representerar ett stort framsteg i vår kunskap om dessa stenar, i vetenskapen om tidiga livsundersökningar generellt, och - mer specifikt - i sökandet efter liv på Mars. Vi har nu ett nytt mål och en ny metod för att söka efter gamla livspår, säger professor Van Kranendonk.
När bevisen först avslöjades på 1980-talet fanns det osäkerhet kring dess ursprung. Fossilerna hade strukturen och strukturen hos forntida stromatoliter, men geologiska processer kan härma fossil i detta fall. Det var brist på säkerhet.
”Tyvärr finns det ett klimat med misstro mot texturbioignaturer i forskningssamhället. Därför har stromatoliternas ursprung i Dresser Formation varit ett hett diskuterat ämne, säger Dr. Baumgartner i ett pressmeddelande.
Tidigare fossilprover från Dresser-formationen togs från de övre skikt av berg, där prover utsattes för väderbitning. Men i detta arbete gick forskarna djupare. De erhöll prov från mycket djupare i berget, där fossiler är bättre bevarade och inte utsatta för väderbildning, vilket kan förändra mineralogin och hämma bevarandet.
"Att titta på borrkärnprover tillät oss att titta på en perfekt bild av forntida mikrobiellt liv," sade Dr. Baumgartner. De utsatte dessa nya prover för en definitiv spärr av analytiska tekniker.
"I den här studien tillbringade jag mycket tid i labbet och använde mikroanalytiska tekniker för att titta mycket noggrant på klippproven för att bevisa vår teori en gång för alla," sa Baumgartner. Analysen inkluderade högdrivna elektronmikroskopier, spektroskopi och isotopanalys.
"Jag tror att det var runt 23.00 när jag hade detta" eureka "ögonblick, och jag stannade tills tre eller fyra klockan på morgonen, bara avbildning och avbildning eftersom jag var så upphetsad."
Dr. Raphael Baumgartner, huvudforskare, medarbetare i det australiska centret för astrobiologi
Själva de fossiliserade stromatoliterna är till stor del gjorda av mineraljärnpyriten, eller vad som ibland kallas ”naras guld” för dess glittrande likhet med faktiskt guld. Och inuti den järnpyriten fann Baumgartner organiskt material.
"Det organiska ämnet som vi hittade bevarat inom pyrite av stromatoliterna är spännande - vi tittar på exceptionellt bevarade koherenta filament och strängar som vanligtvis är rester av mikrobiella biofilmer," sade Dr Baumgartner.
Enligt forskarna har denna typ av bevis aldrig setts förut.
"Det organiska ämnet som vi hittade bevarat i pyrite av stromatoliterna är spännande - vi tittar på exceptionellt bevarade koherenta filament och strängar som vanligtvis är rester av mikrobiella biofilmer," säger Dr Baumgartner.
”Jag blev ganska förvånad - vi förväntade oss aldrig hitta denna bevisnivå innan jag startade projektet. Jag minns natten på elektronmikroskopet där jag äntligen räknade ut att jag tittade på biofilmrester. Jag tror att det var runt 23.00 när jag hade detta "eureka" ögonblick, och jag stannade tills tre eller fyra på morgonen, bara avbildning och avbildning eftersom jag var så upphetsad. Jag tappade helt tid på tiden, säger Dr Baumgartner.
Dessa upptäckter hjälper oss inte bara att förstå ursprunget på livet på jorden, de hjälper astrobiologer att förstå hur vi bäst ska leta efter fossiliserade antika liv på Mars.
”Att förstå var livet kunde ha dykt upp är verkligen viktigt för att förstå våra förfäder. Och därifrån kan det hjälpa oss att förstå var annars livet kunde ha inträffat - till exempel där det startades på andra planeter, säger Dr Baumgartner.
I augusti besökte forskare från NASA, ESA och RosCosmos Pilbara-regionen i Australien för att arbeta med forskningstekniker som de kommer att använda i kommande uppdrag till Mars. NASA: s rover Mars 2020 och ESA / RosCosmos ExoMars kommer båda att leta efter bevis på forntida liv på Mars. Forskare vet att alla bevis de hittar kommer att vara mikroskopiska. Detta fältarbete leddes också av professor Van Kranendonk från UNSW.
"Om vi bättre kan förstå hur dessa fossiler <stromatoliter> kom till här - och de närliggande geologiska skyltarna som hjälper till att peka vägen mot dem - kommer vi att vara mycket mer förberedda när vi jakter efter livstecken på Mars," sade Ken Farley, projektforskare för Mars 2020 vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, i ett pressmeddelande.
”Precis som Apollo-astronauterna besökte områden med geologiskt intresse på jorden innan de reser till månen, gör forskarna från Mars 2020 och ExoMars sin noggrannhet innan deras uppdrag gör 100 miljoner plus 160 mil plus -kilometer] resa till Röda planeten, ”sa Mitch Schulte, Mars 2020-programforskare vid NASA: s huvudkontor i Washington. "Martin hjälpte dem genom att ge en grundlig och tankeväckande titt på de geologiska egenskaperna hos Pilbara."
"Det är djupt tillfredsställande att Australiens gamla stenar och vårt vetenskapliga kunnande ger ett så viktigt bidrag till vår sökning efter utomjordiskt liv och låser upp Mars-hemligheterna," sade professor Van Kranendonk.
Baumgartner, Kranendonk och andra forskare avslöjar, kapitel för kapitel, historien om hur livet utvecklats på jorden. Om det hjälper oss att avslöja samma historia på Mars, där livet kan ha funnits i miljarder år innan det slutligen utplånats, kommer det att bli ännu mer ett Eureka-ögonblick.
Mer:
- Pressmeddelande: Tidigaste livstecken: forskare hittar mikrobiella rester i gamla klippor
- Forskningsdokument: Nano-porös pyrit och organiskt material i 3,5-miljarder år gamla stromatoliter registrerar primordialt liv
- Forskningsdokument: Omprövning av bevis på liv i 3 700 miljoner år gamla stenar i Grönland
- Pressmeddelande: Forskare utforskar Outback som testbed för Mars
- Pressmeddelande: NASA hittar antika organiska material, mystisk metan på Mars
