En fossil på 650 miljoner år. Bildkredit: Dr. J. William Schopf / UCLA. Klicka för att förstora
UCLA-paleobiologen J. William Schopf och kollegor har producerat 3D-bilder av forntida fossiler - 650 till 850 miljoner år gamla - bevarade i stenar, en prestation som aldrig har gjorts tidigare.
Om ett framtida rymduppdrag till Mars tar med sig stenar tillbaka till jorden, sade Schopf de tekniker som han har använt, kallad konfokal laserskanningmikroskopi och Raman-spektroskopi, skulle göra det möjligt för forskare att titta på mikroskopiska fossiler inuti klipporna för att söka efter livstecken, t.ex. organiska cellväggar. Dessa tekniker skulle inte förstöra klipporna.
"Det är häpnadsväckande att se en organiskt bevarad, mikroskopisk fossil inne i en sten och se dessa mikroskopiska fossiler i tre dimensioner," sa Schopf, som också är en geolog, mikrobiolog och organisk geokemist. ”Det är väldigt svårt att få insikt om biokemi hos organismer som levde för nästan en miljard år sedan, och detta (konfokal mikroskopi och Raman-spektroskopi) ger dig det. Du ser cellerna i den konfokala mikroskopin, och Raman-spektroskopin ger dig kemi.
”Vi kan titta under fossilen, se den uppifrån, från sidorna och rotera den runt; Vi kunde inte göra det med någon annan teknik, men nu kan vi, på grund av konfokal laserskanningsmikroskopi. Även om fossilerna är mycket små är bilderna skarpa och skarpa. Så vi kan se hur fossilerna har försämrats under miljoner år och lära oss vad som är verkliga biologiska egenskaper och vad som har förändrats över tid. ”
Hans forskning publiceras i januari-numret av tidskriften Astrobiology, där han rapporterar konfokala mikroskopieringsresultat från de forntida fossilerna. (Han publicerade antika Raman-spektroskopi 3-D-bilder av forntida fossiler 2005 i tidskriften Geobiology.)
Sedan hans första år som Harvard doktorand på 1960-talet hade Schopf målet att göra kemisk analys av en enskild mikroskopisk fossil inne i en sten, men hade ingen teknik för att göra det tills nu.
"Jag har velat göra detta i 40 år, men det fanns inget sätt att göra det förut," sa Schopf, den första forskaren som använde konfokal mikroskopi för att studera fossil inbäddade i sådana gamla stenar. Han är chef för UCLA: s Institute of Geophysics and Planetary Physics Center for the Study of Evolution and the Origin of Life.
Raman-spektroskopi, en teknik som främst används av kemister, låter dig se molekylära och kemiska strukturen hos forntida mikroorganismer i tre dimensioner, vilket avslöjar vad fossilerna är gjorda av utan att förstöra proverna. Raman-spektroskopi kan hjälpa till att bevisa om fossiler är biologiska, sa Schopf. Denna teknik involverar en laser från ett mikroskop fokuserat på ett prov; det mesta av laserljuset är spridd, men en liten del absorberas av fossilen.
Schopf är den första forskaren som använde denna teknik för att analysera forntida mikroskopiska fossiler. Han upptäckte att fossilernas sammansättning förändrades; kväve, syre och svavel avlägsnades, vilket lämnade kol och väte.
Konfokal mikroskopi använder en fokuserad laserstråle för att göra de organiska väggarna i fossilerna fluorescerande, vilket gör att de kan ses i tre dimensioner. Tekniken, som först användes av biologer för att studera de inre funktionerna i levande celler, är ny för geologin.
De forntida mikroorganismerna är "dammskum", bland de tidigaste liv, mycket för små för att ses med blotta ögat.
Schopfs UCLA-medförfattare inkluderar doktorander i geologi Abhishek Tripathi och Andrew Czaja och seniorforskare Anatoliy Kudryavtsev. Forskningen finansieras av NASA.
Schopf är redaktör för "Jordens tidigaste biosfär" och "Den proterozoiska biosfären: en multidisciplinär studie", följeslagarböcker som ger den mest omfattande kunskapen om mer än 4 miljarder år av jordens historia, från bildandet av solsystemet för 4,6 miljarder år sedan till händelser för en halv miljard år sedan.
Originalkälla: UCLA News Release
