Geologer har visat att fragment av grafit som bildats vid botten av det primära havet för tre och en halv miljard år sedan representerar spår av förekomsten av archaea - en av de två huvudtyperna av mikrober på jorden, enligt tidningen PNAS.
”Våra mätningar av isotopfraktioner har visat att dessa fossiler helt klart har biologiskt ursprung. Vi har inga direkta bevis för att livet kunde ha funnits så tidigt som 4,3 miljarder år sedan, men det finns ingen anledning att tro att detta i princip var omöjligt, och vi planerar att testa detta i framtiden, säger John Wally från University of Wisconsin vid Madison (USA).
Jorden före tiden
De första organismerna dök upp på jorden under den arkeiska eran, men det finns ingen allmänt accepterad syn på exakt när och hur detta hände. Hittills har endast ett fåtal fossila bevis hittats att mikrober fanns i urhavet för cirka 3,4 miljarder år sedan, men många forskare tror att livet kunde ha sitt ursprung mycket tidigare.
År 2015 fann japanska geologer som studerade grafitprover från Isua-formationen, som bildades för 3,7 miljarder år sedan på Grönland, ledtrådar om livets existens redan vid den tiden. Det första entydiga beviset för detta upptäcktes förra året, och ett år tidigare upptäckte forskare i Australien spår av att organismer fanns på jorden ännu tidigare - för fyra miljarder år sedan.
Många geologer, som Wally konstaterar, håller i grunden med om sådana uppskattningar och tror att detta hände mycket senare - för 2,5-3 miljarder år sedan. De kritiserar ofta sådana upptäckter och noterar att avlagringar av grafit och andra, förmodligen, biogena bergarter kan ha bildats utan mikrobernas deltagande, och spår av bakterier och arkeer kunde ha dragits av forskarnas fantasi.
Wally och hans kollegor har försökt bevisa att skeptikerna har fel. För att göra detta studerade de isotopisk och kemisk sammansättning av grafitavlagringar som hittades i Pilbara-anläggningen i västra Australien för tre decennier sedan.
Kampanjvideo:
Dessa avlagringar bildades för cirka 3,5 miljarder år sedan i det grunda vattnet i det primära havet, vilket framgår av klipporna som omger grafiten. De kännetecknas av trådformade strukturer, som liknar många mikrober som "limmas" på varandra.
"Prata" isotoper
Geologer uppmärksammade ett välkänt faktum: en något annorlunda andel kolisotoper är karakteristiska för levande organismer och deras rester än för avlagringar av livlösa organiska material. Detta gör det möjligt att entydigt fastställa ursprunget till vissa sedimentära bergarter.
Rester av en gammal archaea som finns i västra Australien / PNAS.
Styrd av denna idé klippte forskarna små lager från grafitbitarna som hittades vid Pilbar och belyste dem med en partikelaccelerator. Så de kunde exakt beräkna antalet kol-12 och kol-13-atomer i de påstådda "bakterierna" och det omgivande materialet av oorganiskt ursprung.
”Gränserna mellan mikrober och oorganiska sediment matchade perfekt med platsen för zonerna med olika fraktioner av kolisotoper. Om dessa strukturer inte är av biogeniskt ursprung kan sådana skillnader inte förklaras. Proportionerna av kol-13 och kol-12 i dessa kvarlevor är idealiska för hur mikrober metaboliserar och hur de lever i allmänhet, fortsätter Wally.
Samma mätningar, som geologen konstaterar, indikerade för första gången att forskare inte har att göra med de första bakterierna, utan arkaea - avlägsna släktingar till moderna stafylokocker, E. coli och andra representanter för mikrovärlden, som är lite närmare multicellulära varelser än andra mikrober. Dessutom antyder den relativt låga andelen kol-13 i resterna att dessa mikrober matade på metan, som då var rikligt i atmosfären.
Denna upptäckt driver tiden för archaea med nästan 800 miljoner år - tidigare forskare trodde att de uppträdde mycket senare än bakterier, för cirka 2,7 miljarder år sedan. Så, säger Wally, utvecklades livet mycket snabbare än förväntat och kunde ha dykt upp nästan samtidigt med planeten.
