تم إرجاع لقب الحياة المبكرة للأرض إلى الحفريات في منطقة بيلبارا في أستراليا. كانت أحافير بيلبارا تحمل هذا العنوان منذ الثمانينيات ، حتى وجد الباحثون الذين يدرسون الصخور القديمة في غرينلاند دليلاً على الحياة القديمة هناك. لكن البحث اللاحق شكك في الطبيعة البيولوجية لأدلة جرينلاند ، والتي وضعت المسألة برمتها موضع تساؤل مرة أخرى.
الآن حددت دراسة جديدة لأحافير بيلبارا وجود المواد العضوية المحفوظة في تلك الأحافير ، وأعادت تاج الحياة القديمة إليها.
الحياة القديمة في نوبة العنوان هذه هي الستروماتوليت ، وهي هياكل تشبه الصخور وضعتها كائنات مجهرية أحادية الخلية تسمى البكتيريا الزرقاء. الستروماتوليتات معدنية وعضوية على حد سواء ، لأنها تتكون من مجتمعات الكائنات الحية الدقيقة التي تفرز المخاط الذي يحجز حبيبات الرواسب. الستروماتوليتات تأتي في أعمدة ، أكوام ، وبنى صفائح تشبه الصخور الرسوبية. الستروماتولات المتحجرة هي أقدم دليل على الحياة على الأرض.
نشر باحثون من جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) هذه النتائج الجديدة في مجلة الجيولوجيا. ورقتهم تحمل عنوان البايرايت النانوي المسامي والمواد العضوية في الستروماتولاتيت البالغ عمرها 3.5 مليار عام والتي تسجل الحياة البدائية. ويطلق على اكتشافهم للمواد العضوية في هذه الأحافير القديمة تقدمًا كبيرًا في هذا المجال.
"هذا اكتشاف مثير - ولأول مرة ، يمكننا أن نظهر للعالم أن هذه الستروماتوليت هي أدلة قاطعة على الحياة المبكرة على الأرض."
د. رافاييل بومغارتنر ، باحث رئيسي ، المركز الأسترالي لعلم الأحياء الفلكية.
الباحث الرئيسي هو د. رافائيل بومغارتنر ، باحث مشارك في المركز الأسترالي لعلم الأحياء الفلكية. كان بومغارتنر والعلماء الآخرون يبحثون في تشكيل دريسر الشهير في منطقة بيلبارا بغرب أستراليا. يبلغ عمر الصخور في تشكيل Dresser 3.49 مليار سنة. في الثمانينيات ، وجد الباحثون دليلاً على الحياة القديمة هناك. ولكن على الرغم من أن الأدلة كانت مقنعة ، كان هناك عدم يقين.
لكن اكتشاف المواد العضوية بدد ذلك الغموض.
قال دكتور بومغارتنر: "هذا اكتشاف مثير - لأول مرة ، يمكننا أن نظهر للعالم أن هذه الستروماتوليت هي أدلة قاطعة على الحياة المبكرة على الأرض". قد يساعد الاكتشاف العلماء أيضًا في البحث عن أدلة على الحياة القديمة على كوكب المريخ.
البروفيسور مارتن فان كرانندونك هو مدير قسم علم الأحياء الفلكية بجامعة نيو ساوث ويلز. يقول إن اكتشاف المواد العضوية في تشكيل دريسر يثبت أن الحفريات هناك من الستروماتوليتات القديمة بدلاً من مجرد الصخور المثيرة للاهتمام. وفقًا لـ Van Kranendonk ، هذه لحظة "بندقية مدخنة" في العلوم.
ويقول أيضًا إن هذا الاكتشاف سيساعد في البحث عن الحياة القديمة على كوكب المريخ.
"يمثل هذا تقدمًا كبيرًا في معرفتنا بهذه الصخور ، في علم التحقيقات المبكرة في الحياة بشكل عام ، وبشكل أكثر تحديدًا ، في البحث عن الحياة على كوكب المريخ. "لدينا الآن هدف جديد ومنهجية جديدة للبحث عن آثار الحياة القديمة" ، يقول البروفيسور فان كرانندونك.
عندما تم الكشف عن هذه الأدلة لأول مرة في الثمانينيات ، كان هناك عدم يقين حول أصولها. كانت الأحافير تحتوي على بنية ونسيج الستروماتوليتات القديمة ، لكن العملية الجيولوجية يمكن أن تحاكي الحفريات في هذه الحالة. كان هناك نقص في اليقين.
"لسوء الحظ ، هناك مناخ من عدم الثقة في التراكيب الحيوية النصية في مجتمع البحث. وقال دكتور بومغارتنر في بيان صحفي ، إن أصل الستروماتوليت في تشكيل دريسر كان موضوع نقاش ساخن.
تم أخذ عينات أحفورية سابقة من تشكيل دريسر من الطبقات العليا من الصخور ، حيث تعرضت العينات للعوامل الجوية. لكن في هذا العمل ، تعمق العلماء. حصلوا على عينات من أعمق بكثير في الصخور ، حيث يتم الحفاظ على الأحافير بشكل أفضل ولا تتعرض للعوامل الجوية ، والتي يمكن أن تغير المعادن وتمنع الحفظ.
قال الدكتور بومغارتنر: "أتاح لنا النظر في عينات لب الحفر أن ننظر إلى لقطة مثالية للحياة الميكروبية القديمة". لقد أخضعت هذه العينات الجديدة إلى وابل نهائي من التقنيات التحليلية.
قال بومغارتنر: "في هذه الدراسة ، قضيت الكثير من الوقت في المختبر ، باستخدام تقنيات التحليل الدقيقة للنظر عن كثب في عينات الصخور ، لإثبات نظريتنا مرة واحدة وإلى الأبد". تضمن التحليل المجهر الإلكتروني عالي القدرة والتحليل الطيفي وتحليل النظائر.
"أعتقد أنها كانت حوالي الساعة 11 مساءً عندما أتيحت لي لحظة" أوريكا "، وبقيت حتى الثالثة أو الرابعة صباحًا ، فقط التصوير والتصوير لأنني كنت متحمسًا للغاية".
د. رافائيل بومغارتنر ، باحث رئيسي ، مشارك في المركز الأسترالي لعلم الأحياء الفلكية
تتكون الستروماتولات المتحجرة نفسها إلى حد كبير من البيريت الحديد المعدني ، أو ما يسمى أحيانًا "ذهب الأحمق" بسبب تشابهه المتلألئ مع الذهب الفعلي. وداخل ذلك البايرايت وجد بومغارتنر مادة عضوية.
وقال الدكتور بومغارتنر: "إن المواد العضوية التي وجدنا أنها محفوظة داخل البايرايت من الستراتوماتوليت مثيرة - فنحن ننظر إلى خيوط متماسكة ومحافظ بشكل استثنائي تبقى عادة من الأغشية الحيوية الميكروبية".
وفقا للباحثين ، لم يسبق مشاهدة هذا النوع من الأدلة من قبل.
يقول الدكتور بومغارتنر: "إن المادة العضوية التي وجدنا أنها محفوظة في البايرايت من الستراتوماتوليت مثيرة - فنحن ننظر إلى خيوط متماسكة ومحافظ بشكل استثنائي تبقى عادة من الأغشية الحيوية الميكروبية".
"لقد فوجئت جدًا - لم نتوقع أبدًا العثور على هذا المستوى من الأدلة قبل أن أبدأ هذا المشروع. أتذكر الليلة في المجهر الإلكتروني حيث اكتشفت أخيرًا أنني كنت أبحث في بقايا الأغشية الحيوية. أعتقد أنه كان حوالي الساعة 11 مساءً عندما أتيحت لي هذه اللحظة "يوريكا" ، وبقيت حتى الساعة الثالثة أو الرابعة صباحًا ، فقط التصوير والتصوير لأنني كنت متحمسًا جدًا. يقول دكتور بومغارتنر: لقد فقدت الوقت تمامًا.
لا تساعدنا هذه النتائج على فهم أصول الحياة على الأرض فحسب ، بل تساعد علماء الفلك على فهم أفضل طريقة للبحث عن الحياة القديمة المتحجرة على كوكب المريخ.
"إن فهم المكان الذي ظهرت فيه الحياة أمر مهم حقًا لفهم أصولنا. ومن هناك ، يمكن أن يساعدنا ذلك على فهم المكان الذي يمكن أن تحدث فيه الحياة - على سبيل المثال ، حيث بدأت على كواكب أخرى ، "يقول الدكتور بومغارتنر.
في أغسطس ، زار علماء من وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية و RosCosmos منطقة بيلبارا في أستراليا للعمل على تقنيات البحث التي سيستخدمونها في البعثات القادمة إلى المريخ. سيبحث كل من مسبار المريخ 2020 التابع لوكالة ناسا و ESA / RosCosmos ExoMars عن أدلة على الحياة القديمة على كوكب المريخ. يعرف العلماء أن أي دليل يجدونه سيكون مجهريًا. وقاد هذا العمل الميداني أيضًا البروفيسور فان كرانندونك من UNSW.
قال كين: "إذا استطعنا أن نفهم بشكل أفضل كيف جاءت هذه الأحافير <stromatolites> إلى هنا - والمعالم الجيولوجية القريبة التي تساعد في توجيه الطريق إليهم - سنكون أكثر استعدادًا عند البحث عن علامات الحياة على كوكب المريخ". فارلي ، عالم مشروع مارس 2020 في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، في بيان صحفي.
"مثلما قام رواد فضاء أبولو بزيارة المناطق ذات الأهمية الجيولوجية على الأرض قبل أن يسافروا إلى القمر ، فإن علماء كوكب المريخ 2020 وإكسومارز يبذلون العناية الواجبة قبل أن تجعل مهماتهم 100 مليون ميل [160 مليون زائد قال ميتش شولت ، عالِم برنامج مارس 2020 في المقر الرئيسي لوكالة ناسا بواشنطن: "رحلة الكيلومتر] إلى الكوكب الأحمر". "مارتن ساعدهم من خلال تقديم نظرة شاملة ومثيرة للتفكير في السمات الجيولوجية لل Pilbara."
قال البروفيسور فان كرانندونك: "من دواعي الارتياح الشديد أن الصخور القديمة في أستراليا وخبرتنا العلمية تقدمان مساهمة كبيرة في بحثنا عن الحياة خارج الأرض وكشف أسرار المريخ".
يكشف بومغارتنر ، كرانندونك ، وعلماء آخرون ، قصة تلو الأخرى ، قصة كيف تكشفت الحياة على الأرض. إذا ساعدنا في الكشف عن نفس القصة على كوكب المريخ ، حيث قد تكون الحياة موجودة منذ مليارات السنين قبل أن يتم القضاء عليها في نهاية المطاف ، فستكون أكثر من لحظة أوريكا.
أكثر:
- بيان صحفي: أولى علامات الحياة: يجد العلماء بقايا جرثومية في الصخور القديمة
- ورقة بحثية: البايرايت نانو المسامي والمواد العضوية في الستروماتولاتيت البالغ عمرها 3.5 مليار عام تسجل الحياة البدائية
- ورقة بحث: إعادة تقييم الأدلة على الحياة في صخور غرينلاند التي يبلغ عمرها 3700 مليون عام
- بيان صحفي: يستكشف العلماء المناطق النائية كاختبار للمريخ
- بيان صحفي: تعثر وكالة ناسا على مادة عضوية قديمة وميثان غامض على كوكب المريخ
