حیات پیچیده احتمالاً زودتر از حد تصورمان روی زمین آغاز شده است

کل حیات روی زمین احتمالاً با یک جرقه در تاریخ آغازین زمین شکل گرفت. مدتی بعد تنوع زیستی شدت گرفت و گونه‌ها افزایش پیدا کردند. زمان دقیق این اتفاقات همیشه موضوع بحث جامعه‌ی علمی بوده است؛ اما پژوهشی جدید نشان می‌دهد حیات پیچیده زودتر از حد تصورمان رشد کرده است.

پژوهش یادشده به رهبری پژوهشگران کالج دانشگاهی لندن براساس شواهد حیات میکروبی متنوعی داخل سنگی از کبک کانادا انجام شد که قدمت آن بین ۳/۷۵ میلیارد تا ۴/۲۸ میلیارد سال پیش تخمین زده شده است.

در سال ۲۰۱۷، پژوهشگرانی که سنگ یادشده را کشف کردند، گمان می‌کردند ساختارهای موجود در آن (فیلامان‌‌های ریز و گره‌ها و لوله‌ها) حاصل باکتری‌های کهن هستند؛ اما همه قانع نشده‌اند که این ساختارها منشأ بیولوژیکی دارند. این ساختارها می‌توانند قدمت حیات روی زمین را حداقل تا ۳۰۰ میلیون سال عقب ببرند.

فیلامان‌های دیده‌شده در این سنگ ساختارهای ساقه‌مانندی هستند که قدیمی‌ترین فسیل‌های شناخته‌شده را نشان می‌دهند.

بااین‌حال، پژوهشگران پس از تحلیل گسترده‌ی سنگ یادشده به ساختارهای بزرگ‌تر و پیچیده‌تری درمقایسه‌با ساختارهای قبلی رسیدند. در این سنگ، ساختاری ساقه‌مانند با شاخه‌های موازی در یک سمت قرار داشت که طولشان نزدیک به یک سانتی‌متر بود و صدها کره‌‌ی ناقص یا بیضی شکل نیز درکنار لوله‌ها و فیلامان‌ها دیده می‌شد. مؤلف ارشد پژوهش و متخصص ژئوشیمی، دومینیک پاپینیو از UCI می‌گوید:

این یعنی حیات ممکن است سیصدمیلیون سال پس از شکل‌گیری زمین آغاز شده باشد که ازنظر زمین‌شناسی بازه‌ای سریع و برابر با یک دور گردش خورشید به دور کهکشان است.

پرسش مهمی که برای پاپینو و همکارانش مطرح می‌شود، این بود: آیا ممکن است این ساختارها ازطریق واکنشی شیمیایی شکل گرفته باشند که به موجودات زنده مربوط نباشد؟ به‌نقل از مقاله، برخی از ساختارهای کوچک‌تر می‌توانند محصول واکنش‌های غیرآلی باشند؛ بااین‌حال، ساقه‌ی درخت مانندی که به‌تازگی شناسایی شده است، احتمالاً ریشه‌ای بیولوژیکی دارد: چراکه هیچ ساختاری مانند آن که صرفاً ازطریق واکنش‌های شیمیایی شکل گرفته باشد، کشف نشده است.

علاوه‌بر ساختارها، پژوهشگران مواد شیمیایی معدنی سنگ را شناسایی کردند که ممکن است فراورده‌های جانبی انواع مختلف فرایندهای متابولیک باشند. مواد شیمیایی سازگار با فرایندهای استخراج انرژی در باکتری‌هایی هستند که آهن و سولفور دارند. براساس تفسیر آثار شیمیایی، ممکن است نشانه‌هایی از نوعی فتوسنتز هم داشته باشند.

یافته مذکور به این احتمال اشاره می‌کند که زمین اولیه (تنها سیصدمیلیون سال پس از شکل‌گیری) محل ساکن‌شدن آرایه‌ای از حیات میکروبی بوده است. سنگ یادشده ازطریق ترکیبی از مشاهدات نوری با میکروسکوپ‌های رامان تحلیل شد (در این روش از پراکنده‌سازی نور برای شناسایی ساختارهای شیمیایی استفاده می‌شود) و به‌صورت دیجیتالی بخش‌هایی از سنگ با ابرکامپیوتر بازسازی می‌شوند.

سنگ غنی از سیلیکا و آهن قرمز روشن حاوی میکروفسیل‌های دارای فیلامان و لوله‌ای.

پاپینو قطعه سنگ بررسی‌شده را در سال ۲۰۰۸ از کمربند فراپوسته‌ای نووگیتوگ در کبک (NSB) جمع‌آوری کرده بود که بخشی از بستر دریا بود. NSB حاوی برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های رسوبی شناخته‌شده روی زمین است. سنگ سنگین فسیلی برای سطوح مختلف عناصر کمیاب زمین تحلیل شد و طبق یافته‌ها، این سنگ سطوحی یکسان عناصر با گونه‌های دیگر سنگ‌های کهن دارد و نشان می‌دهد قدمت آن به اندازه‌ی سنگ‌های آتشفشانی اطراف است.

این کشف نشان می‌دهد تنها چندصدمیلیون سال برای تکامل حیات تا سطح سازمان‌دهی‌شده روی یک سیاره‌ی سکونت‌پذیر لازم است. درنتیجه، می‌توان گفت این اکوسیستم‌های میکروبی روی سطح سیاره‌های دیگری وجود دارند که از آب مایع و سنگ‌های آتش‌فشانی برخوردارند و میکروفسیل‌های قدیمی و دوبیوفسیل‌های NSB نشان می‌دهند حیات فرازمینی احتمالاً گسترده‌تر از چیزی است که فکرش را می‌کنیم.

این پژوهش در مجله‌ی Science Advances منتشر شد.