Hinweise auf Lebensprozesse in Fossilien in 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteinen. Wissenschaftler sagen, diese Arbeit legt nahe, dass das Leben in unserem Universum weit verbreitet ist.
J. William Schopf und Kollegen von der UCLA und der University of Wisconsin analysierten die Mikrofossilien mit einer Spitzentechnik namens Sekundärionen-Massenspektroskopie. Bild über UCLA.
Diesen Monat gaben Wissenschaftler der UCLA und der University of Wisconsin-Madison die Ergebnisse ihrer Analyse von Gesteinsproben bekannt, die vor Jahrzehnten in Westaustralien gefunden wurden. Sie sagen, dass die Felsen Fossilien von 3.465 Milliarden Jahre alten Mikroorganismen enthalten, die ältesten bekannten. Der Hauptautor der Studie - der Paläontologe J. William Schopf von der UCLA - sammelte die Fossilien 1982 und interpretierte sie dann als frühes Leben. Kritiker hatten behauptet, es handele sich nur um seltsame Mineralien, die nur wie biologische Exemplare aussahen. Die neue Studie zeigt, dass zwei der Spezies eine primitive Form der Photosynthese durchgeführt haben, ein anderes anscheinend erzeugtes Methangas, und zwei andere scheinen Methan verbraucht und es zum Aufbau ihrer Zellwände verwendet zu haben. Nach Ansicht dieser Wissenschaftler zeigen die neuen Erkenntnisse, dass die Mikrofossilien tatsächlich biologisch sind. Außerdem, sagten sie, liefern die Fossilien:
… Starke Beweise für ein immer weiter verbreitetes Verständnis, dass das Leben im Universum weit verbreitet ist.
Ihre Arbeit wurde am 18. Dezember 2017 im Fachjournal veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Diese Wissenschaftler behaupten, ihre Arbeit stärke die Argumente für das Leben, das anderswo im Universum existiert, weil sie zeigt, dass sich eine vielfältige Gruppe von Organismen bereits extrem früh in der Erdgeschichte entwickelt hat. Dieses frühe irdische Leben - kombiniert mit unserem Wissen über die große Anzahl von Sternen im Universum und dem wachsenden Verständnis, dass Planeten so viele von ihnen umkreisen - legt nahe, dass Leben im Universum verbreitet ist. Schopf kommentierte in einer Erklärung:
… Es wäre äußerst unwahrscheinlich, dass sich das Leben auf der Erde schnell bildete, aber nirgendwo anders entstand.
Die Mikrofossilien stammen vom Apex Chert, einer Felsformation in Westaustralien. Dieses Gebiet gehört zu den ältesten und besterhaltenen Gesteinslagerstätten der Welt. Bild über John Valley / UW-Madison.
Ein Epoxy-Mount mit einem Splitter eines fast 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteins aus der australischen Apex Chert-Lagerstätte. Bild von Jeff Miller / UW-Madison.
Die Wissenschaftler sagen, dass ihre Studie die detaillierteste ist, die jemals an Mikroorganismen durchgeführt wurde, die in solchen alten Fossilien konserviert wurden. Sie sagten, ihre Studie sei:
… Der erste, der feststellt, um welche Art von biologischen mikrobiellen Organismen es sich handelt und wie weit fortgeschritten oder primitiv sie sind.
Die Studie beschreibt 11 mikrobielle Proben aus fünf verschiedenen Taxa. Diesen Wissenschaftlern zufolge repräsentieren einige Bakterien und Mikroben, die inzwischen ausgestorben sind, aus einem Lebensbereich namens Archaea, während andere den heute noch vorkommenden mikrobiellen Arten ähneln.
Die Wissenschaftler analysierten die Mikroorganismen im Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) in Madison. Dies ist einer der wenigen Orte auf der Welt, an denen diese Art von Arbeit geleistet werden kann. Sekundärionen-Massenspektroskopie ergab das Verhältnis von Kohlenstoff-12- zu Kohlenstoff-13-Isotopen in den Fossilien.
Die Wissenschaftler konnten dann anhand dieser Informationen bestimmen, wie die Mikroorganismen lebten. Der Co-Autor der Studie, der Geowissenschaftler John Valley von der University of Wisconsin-Madison, sagte:
Die Unterschiede in den Kohlenstoffisotopenverhältnissen korrelieren mit ihren Formen. Ihre C-13-zu-C-12-Verhältnisse sind charakteristisch für die Biologie und die Stoffwechselfunktion.
Als diese Fossilien gebildet wurden, gab es laut diesen Wissenschaftlern sehr wenig Sauerstoff in der Erdatmosphäre. Tatsächlich wäre Sauerstoff für diese Mikroorganismen giftig gewesen und hätte sie getötet, sagten sie. Ungefähr eine halbe Milliarde Jahre später trat Sauerstoff erstmals auf der Erde auf, bevor seine Konzentration in unserer Atmosphäre vor ungefähr zwei Milliarden Jahren rapide anstieg. Zu der Zeit, als diese alten Mikroorganismen noch lebten, gab es noch keine fortgeschrittene Photosynthese.
Die Wissenschaftler sagten auch, dass die Existenz der von ihnen analysierten Gesteine bemerkenswert ist. Dies liegt daran, dass die durchschnittliche Lebensdauer eines auf der Erdoberfläche freigelegten Gesteins etwa 200 Millionen Jahre beträgt. William Schopf bemerkte, dass es zu Beginn seiner Karriere keine fossilen Beweise für ein Leben gab, das weiter zurückreicht als vor 500 Millionen Jahren. Er fügte hinzu:
Die Felsen, die wir untersucht haben, sind ungefähr so weit zurück wie die Felsen.
Ein Beispiel für eines der Mikrofossilien, das in einer Gesteinsprobe aus dem Apex Chert gefunden wurde. Eine neue Studie verwendete hoch entwickelte chemische Analyse, um die mikroskopischen Strukturen zu bestätigen, die im Felsen gefunden werden, sind biologisch. Bild über J. William Schopf über UW-Madison.
Schopf sagte auch:
Vor 3,465 Milliarden Jahren war das Leben auf der Erde bereits vielfältig. das ist klar - primitive Photosynthesizer, Methanproduzenten, Methankonsumenten. Dies sind die ersten Daten, die die damals sehr unterschiedlichen Organismen in der Erdgeschichte belegen, und unsere früheren Untersuchungen haben gezeigt, dass es vor 3,4 Milliarden Jahren auch Schwefelkonsumenten gab.
Dies sagt uns, dass das Leben wesentlich früher begonnen haben musste und es bestätigt, dass es nicht schwierig war, dass sich primitives Leben zu fortgeschritteneren Mikroorganismen entwickelte.
Schopf sagte, die Wissenschaftler wüssten immer noch nicht, wie viel früher das Leben begonnen haben könnte. Aber er sagte:
… Wenn die Bedingungen stimmen, scheint das Leben im Universum weit verbreitet zu sein.
Der Geowissenschaftler John Valley (links) und der Forschungswissenschaftler Kouki Kitajima arbeiten im Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) zusammen. Foto über Jeff Miller / Universität von Wisconsin.
Fazit: Wissenschaftler analysierten Proben fossiler Mikroorganismen aus der Zeit vor 3,465 Milliarden Jahren und lieferten aussagekräftige Belege für das zunehmend verbreitete Verständnis, dass das Leben im Universum weit verbreitet ist.