Viața pe Pământ a avut o istorie lungă și tulburată. Oamenii de știință estimează că în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, la doar 500 de milioane de ani de la formarea planetei Pământ, au apărut primele forme de viață unicelulare. Prin Eon Archean (acum 4 - 2,5 miliarde de ani), se consideră că au apărut forme de viață multicelulare. În timp ce existența unor astfel de organisme (Archaea) a fost dedusă din izotopii de carbon găsiți în rocile antice, dovezi fosile au rămas evazive.
Toate acestea s-au schimbat, datorită unui studiu recent realizat de o echipă de cercetători de la UCLA și de la Universitatea din Wisconsin – Madison. După ce a examinat eșantioane de roci antice din Australia de Vest, echipa a stabilit că acestea conținau resturi fosilizate ale diferitelor organisme care au 3.465 miliarde de ani. Combinat cu recentele descoperiri ale exoplanetelor, acest studiu întărește teoria conform căreia viața este abundentă în Univers.
Studiul, intitulat „Analize SIMS ale celui mai vechi ansamblu cunoscut de microfosile documentează compozițiile lor de izotop de carbon corelate cu taxon”, a apărut recent în Procesul Academiei Naționale de Științe. După cum a indicat echipa de cercetare, studiul lor a constat într-o analiză de izotopi de carbon a 11 fosile microbiene prelevate din vestul Apex australian de 3.400 de milioane de ani.
Aceste 11 fosile au o natură diversă, iar cercetătorii le-au împărțit în cinci grupe de specii pe baza funcțiilor biologice aparente ale acestora. În timp ce două dintre eșantioanele fosile par să fi efectuat o formă primitivă de fotosinteză, un alt produs aparent gaz metan. Celelalte două par să fi fost consumatoare de metan, pe care le-au folosit pentru a-și construi și menține pereții celulari (la fel ca modul în care mamiferele folosesc grăsimea).
După cum a indicat J. William Schopf - profesor de paleobiologie în Colegiul UCLA și autorul principal al studiului - într-un comunicat de presă al UCLA:
„Până acum 3.465 de miliarde de ani, viața era deja diversă pe Pământ; asta este clar - fotosintetizatoare primitive, producători de metan, utilizatori de metan. Acestea sunt primele date care arată organismele foarte diverse din acea perioadă din istoria Pământului, iar cercetările noastre anterioare au arătat că au existat și utilizatori de sulf în urmă cu 3,4 miliarde de ani.
Acest studiu, care este cel mai detaliat realizat vreodată pe microorganisme păstrate ca fosile antice, se bazează pe lucrările pe care Schopf și asociații săi le desfășoară de peste două decenii. În 1993, Schopf și o altă echipă de cercetători au efectuat un studiu care a descris pentru prima dată aceste tipuri de fosile. Aceasta a fost urmată în 2002 de un alt studiu care le-a justificat originea biologică.
În acest ultim studiu, Schopf și echipa sa au stabilit ce fel de organisme sunt și cât de complexe sunt. Pentru a face acest lucru, ei au analizat microorganismele folosind o tehnică numită Spectroscopia de masă ionară secundară (SIMS), care relevă raportul dintre carbon-12 și carbon-13. Deși carbon-12 este stabil și cel mai frecvent tip întâlnit în natură, carbon-13 este un izotop mai puțin comun, dar la fel de stabil, care este utilizat în cercetarea chimiei organice.
Prin separarea carbonului din fiecare fosilă în izotopii săi constituenți și determinarea raporturilor acestora, echipa a fost capabilă să concluzioneze cât timp în urmă trăiau microorganismele, precum și modul în care trăiau. Această sarcină a fost îndeplinită de cercetătorii din Wisconsin, care au fost conduși de profesorul John Valley. „Diferențele dintre raporturile izotopilor de carbon se corelează cu formele lor”, a spus Valley. Raporturile lor C-13-la-C-12 sunt caracteristice biologiei și funcției metabolice.
Conform consensului științific actual, fotosinteza avansată nu a evoluat încă și oxigenul nu va apărea pe Pământ decât 500 de milioane de ani mai târziu. Până acum 2 miliarde de ani, concentrațiile de oxigen gaz au început să crească rapid. Acest lucru înseamnă că aceste fosile, aflându-se la aproximativ 1 miliard de ani de la formarea Pământului, ar fi trăit într-un moment în care lor era puțin oxigen în atmosferă.
Având în vedere că oxigenul ar fi otrăvitor pentru aceste tipuri de fotosintetizatoare primitive, astăzi sunt destul de rare. Într-adevăr, ele pot fi găsite doar în locuri unde există suficientă lumină, dar nu există oxigen, lucru care se găsește rar în combinație. Mai mult decât atât, rocile în sine au fost o sursă de mare interes, deoarece durata medie de viață a rocii expuse pe suprafața Pământului este de doar aproximativ 200 de milioane de ani.
Când Shopf și-a început prima dată cariera, cele mai vechi probe de rock cunoscute aveau 500 de milioane de ani. Aceasta înseamnă că rocile purtătoare de fosile pe care le-a examinat și echipa sa sunt la fel de vechi ca rocile de pe Pământ. Găsirea vieții fosilizate în astfel de probe antice demonstrează că diverse organisme și un ciclu de viață au evoluat deja pe Pământ de către Eonul Archaen timpuriu, lucru pe care oamenii de știință îl bănuiau doar până în acest moment.
Aceste descoperiri au, în mod firesc, implicații pentru studiul modului în care viața a apărut pe Pământ. Dincolo de Pământ, studiul are și implicații, deoarece demonstrează că viața a apărut atunci când Pământul era încă foarte tânăr și într-o stare primitivă. Prin urmare, nu este puțin probabil să fi avut loc un proces similar în altă parte a Universului. După cum a explicat Schopf:
„Acest lucru ne spune că viața trebuia să fi început substanțial mai devreme și confirmă faptul că nu a fost dificil să se formeze viața primitivă și să evolueze spre microorganisme mai avansate. Dar, dacă condițiile sunt corecte, se pare că viața din univers ar trebui să fie răspândită. ”
Acest studiu a fost posibil datorită finanțării oferite de Institutul de Astrobiologie NASA. Privind spre viitor, Schopf a indicat că aceeași tehnologie folosită până în prezent aceste fosile va fi probabil folosită pentru a studia rocile aduse înapoi de misiunea echipajului NASA pe Marte. Programată pentru anii 2030, această misiune presupune preluarea eșantioanelor obținute de către Marte 2020 Rover și readucându-i pe Pământ pentru analiză.
