3,5 მილიარდი წლის წინანდელი სიცოცხლის მტკიცებულება მეცნიერებმა პირდაპირი მეთოდით დაათარიღეს — #1tvმეცნიერება
ერთ დროს, დედამიწის შორეულ წარსულში, დაახლოებით ოთხი მილიარდი წლის წინ, პირველყოფილ ქიმიაში როგორღაც აღმოცენდა ჩვენი პლანეტის სიცოცხლის პირველი ფორმები.
დედამიწის ადრეული ორგანიზმებიდან დღემდე ბევრმა ვერაფერმა მოაღწია. ის, რაც დარჩა, დრომ და გეოლოგიამ ისე წაშალა, რომ ამოცნობაც კი თითქმის შეუძლებელია.
თუმცა, იშვიათად, ქვის უძველეს ფორმაციებში შეიძლება წავაწყდეთ შრეებს, რომლებიც მეცნიერთა აზრით არის მიკრობული ხალიჩები — თხელი ბიოფირები (ბიოფილმი), რომლებშიც ერთუჯრედიან ორგანიზმთა კოლონიები ბინადრობენ.
მიმდებარე ქანების შრეების საფუძველზე მეცნიერებმა დაათარიღეს, რომ სიცოცხლის ეს ზოგიერთი კვალი 3,7 ან 3,8 მილიარდი წლის წინანდელია.
თუმცა, ახლახან, მეცნიერთა ჯგუფმა ინდოეთის გეოლოგიური სამსახურის გეოლოგის, ტრისროტა ჩოდჰურის ხელმძღვანელობით, შეძლო პირდაპირ დაეთარიღებინა მასალა, რომელიც ჩაჭედილია უძველეს, 3,5 მილიარდი წლის წინანდელ მიკრობულ საზოგადოებაში (როგორც ამას მტკიცებულებები მიუთითებს).
„კარგად შემონახული ბიოლოგიური მასალისა და დათარიღებადი ცირკონების აღმოჩენა ერთსა და იმავე ქანში, უკიდურესად იშვიათია დედამიწის ადრეულ ისტორიაში. როცა ეს შესაძლებელია, ქანის ასაკი და სიცოცხლის მტკიცებულება შეიძლება ერთმანეთს პირდაპირ დავუკავშიროთ, რაც გვაძლევს გაცილებით სანდო ასაკს და უძველესი სიცოცხლის იზოტოპზე დაფუძნებულ მტკიცებულებას“, — ამბობს ჩოდჰური.
დრო, ამინდი და გეოლოგია ოდესღაც ცოცხალი მატერიის მიმართ კეთილგანწყობილი არ არის. რაც უფრო შორს მიდიხარ წარსულში, მით უფრო ცოტავდება ნამარხები. იშვიათია სულ რაღაც რამდენიმე მილიონი წლის წინანდელი ნამარხი ძვლის აღმოჩენა; უფრო ძველი უხერხემლოების კი კიდევ უფრო იშვიათი.
თუმცა, შესაფერის გარემო პირობებში, მკვდარ მიკრობთა კვალი სწრაფად იმარხება სილიციუმში (კაჟმიწა) და ისინი ნახშირბადის თხელი ფენის სახით ინახება; ის შეიძლება გადაურჩეს მიმდებარე ქანების სიცხისა და წნევის შედეგად გარდაქმნასაც კი.
ამიტომ, როცა ჩოდჰურმა და მისმა კოლეგებმა სენდვიჩივით ჩასმული კარბონატული შრე იპოვეს ინდოეთში, უძველეს კაჟიან ფიქალში რომელიც დედამიწის კონტინენტური ქერქის ერთ-ერთ უძველეს, ჩვენამდე მოღწეულ ბლოკში, სახელად სინგჰბჰუმის კრატონში მდებარეობს — გული უკვე რაღაცას უგრძნობდათ.
„თავიდან არ ველოდი უძველესი სიცოცხლის მტკიცებულების პოვნას. მაინტერესებდა გამეგო ის წყარო და გეოქიმიური გზა, რომლითაც ეს ნახშირბადი ამ ქანებში შემოინახა“, — ამბობს ჩოდჰური.
ასეთ ძველ ნახშირბადს შეიძლება რამდენიმე შესაძლო წყარო ჰქონდეს. შესაძლოა წარმოიქმნა არაბიოლოგიური პროცესებით, მაგალითად, ვულკანიზმით ან შეიძლება იყოს ერთ დროს რაღაც ცოცხლის ნაშთები.
იმის საჩვენებლად, რომ კარბონატული ფენა შეიძლება უძველეს მიკრობთა ნაშთი იყოს, მკვლევრებს სამი რამ უნდა დაედგინათ: პირველი, რომ ნახშირბადი ვულკანური ქანი იყო და არა მოგვიანებით მომხდარი გეოლოგიური მოვლენის შედეგად შეტანილი; რომ მას ბიოლოგიური წარმომავლობა ჰქონდა; და რომ მისი სტრუქტურა შეესაბამებოდა მიკრობული ხალიჩისას.
პირველ რიგში, მათ გამოიყენეს ტექნოლოგია, სახელად რამანის სპექტროსკოპია, რომელიც ლაზერით ანათებს ნახშირბადს მისი სტრუქტურის დასადგენად, რამაც თავის მხრივ ავლენს მის შესახებ ინფორმაციას და მისი ცვლილების ისტორიას.
ეს მათ იმის განსაზღვრაში დაეხმარა, რომ მაქსიმალური ტემპერატურა, რაც ამ ნახშირბადს ოდესმე ჰქონდა განცდილი, 324 – 369 გრადუს ცელსიუსს შორის მერყეობდა.
ნამდვილად მაღალი ტემპერატურა ჩანს, მაგრამ ექცევა იმ დიაპაზონში, რომელშიც ბიოლოგიური ხელწერა შეიძლება შემოინახოს. უფრო გვიანდელ კვარცის ვენებში ჩაჭედილი ნახშირბადი გაცილებით მაღალ ტემპერატურაზეა გაცხელებული. წმინდად დაშრევებული ნახშირბადის შედარებით დაბალი ტემპერატურები მიუთითებს, რომ ის თავდაპირველი ქანის ნაწილი იყო და არ არის მოგვიანებით ცხელი ნაკადის სახით შესული.
ამის შემდეგ, მკვლევრებმა ნახშირბადის იზოტოპები შეისწავლეს.
„მიკროორგანიზმები მეტაბოლიზმის დროს უპირატესად იყენებენ მსუბუქ 12C იზოტოპს და თავიანთ ორგანულ მასალას გამოფიტულს ტოვებენ 13C-ში“, — განმარტავს ჩოდჰური.
რა თქმა უნდა, მკვლევართა მიერ შესწავლილი მასალა ძლიერ იყო გამოფიტული ნახშირბად-13-ში და ჰქონდა უძველესი ბიოლოგიური ნახშირბადისთვის დამახასიათებელი ხელწერა, რაც მიუთითებს, რომ იქ რაღაც ცოცხალი იყო.
და ბოლოს, ნახშირბადი გვხვდება სუპერწმინდა, განმეორებად შრეებად, რომლებშიც ენაცვლება სილიციუმით მდიდარი მასალა და წარმოქმნის ლამინირებულ სტრუქტურას, რომელიც შეესაბამება მიკრობული ხალიჩის ნაშთებს.
თავის მხრივ თითოეული მათგანი არასაკმარისია იმის გამოსავლენად, რომ მასალა ბიოლოგიური წარმომავლობისაა; მაგრამ ერთობლივად, ისინი დამაჯერებელ არგუმენტს წარმოადგენს.
„ნახშირბადის ბიოლოგიური წარმოშობის დასადგენად, რამდენიმე დამოუკიდებელი მტკიცებულების გამოყენება მოგვიხდა“, — ამბობს ჩოდჰური.
ამას კი საბოლოოდ მივყავართ დათარიღებასთან და ეს ნაწილი წარმოუდგენლად ელეგანტურია.
მკვლევრებმა იპოვეს ნახშირბადის ლამინირებულ ფენებში ჩაჭედილი და გადაჯაჭვული ცირკონის ციცქნა კრისტალები — მინერალი, რომელიც საოცრად ზუსტად დათარიღების საშუალებას იძლევა.
ამის მიზეზი ისაა, რომ წარმოქმნისას, ცირკონი იღებს ურანს, მაგრამ ძლიერ უკუაგდებს ტყვიას. ურანი რადიოაქტიურად ტყვიად იშლება ძალიან ზუსტი, ცნობილი მაჩვენებლით. ამიტომ, კრისტალებში აკუმულირებული ტყვიის უმეტესი ნაწილი ურანის დაშლიდან მომდინარეობს.
ცირკონის დათარიღებისთვის გამოიყენება ურანის ორი იზოტოპი და მათი მათი შემდგომი დაშლა ტყვიად. ცირკონის ნიმუშში ურანის ტყვიად დაშლის პროპორციით, მეცნიერებს შეუძლიათ ძალიან ზუსტად გამოთვალონ, როდის წარმოიქმნა ცირკონის კრისტალები.
მკვლევრებმა შეისწავლეს ნახშირბადის მატარებელ ქანებში არსებული ცირკონის რვა კრისტალი. ოთხი მათგანი შელახული იყო უზარმაზარი გეოლოგიური ისტორიის განმავლობაში, მაგრამ დანარჩენი ოთხი მჭიდროდ შეჯგუფებული იყო დაახლოებით 3,5 მილიარდი წლის წინ.
თუმცა, ნახშირბადის ფენაში უბრალოდ უძველესი ცირკონის პოვნა საკმარისი არ იყო. თავად კრისტალები დანალექებზე ძველი შეიძლება ყოფილიყო — სხვა ქანებიდან ამოვარდნილი და შემდეგ მათში ჩაჭედილი.
ამის ნაცვლად, ცირკონის რამდენიმე მახასიათებელი მიუთითებდა, რომ ისინი ახალი ვულკანური მასალა იყო, რომელიც მაშინ დაილექა, როცა ნახშირბადის შემცველი კაჟმიწა ფიქალი ყალიბდებოდა. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ მათი ასაკი შეიძლება დასულიყო თავად დანალექის ასაკამდე — 3,497 მილიონი წლის წინ, პლუს-მინუს დაახლოებით ხუთი მილიონი წელი.
ეს მასალები სიცოცხლის უძველესი მტკიცებულება სულაც არაა. მეცნიერებს აღმოჩენილი აქვთ ასეულობით მილიონი წლით უფრო ძველი შესაძლო კვალიც.
ეს აღმოჩენა განსაკუთრებით საოცარია ძლიერი კავშირით ბიოლოგიურ მტკიცებულებასა და მის ასაკს შორის. მიმდებარე გეოლოგიური მონაცემებით ასაკის დადგენის ნაცვლად, მკვლევრებს რადიომეტრული საათი პირდაპირი მნიშვნელობით ჩამონტაჟებული დახვდათ იმავე დანალექში.
„მნიშვნელოვანია იმით, რომ გვეხმარება განვსაზღვროთ, უკვე როდის იყო სიცოცხლე წარმოდგენილი ადრეულ დედამიწაზე, რაც უფრო მკაფიო სურათს გვაძლევს იმის თაობაზე, როდის აღმოცენდა სიცოცხლე და როგორ უწყობდა მას ხელს დედამიწის ადრეული გარემო“, — ამბობს ჩოდჰური.
3,5 მილიარდი წლის წინ, დედამიწა დღევანდლისგან ძლიერ განსხვავებული ადგილი იყო. უკიდურესად დაბალი იყო ჟანგბადის დონე და დომინირებდა ცხელი, ვულკანური და ჰიდროთერმული პროცესები.
„ჩვენს აღმოჩენაში ყველაზე მნიშვნელოვანი ისაა, რომ ეს კვლევა კვლავ ადასტურებს, რომ 3,5 მილიარდი წლის წინ, სიცოცხლე ყვაოდა ქიმიურად ექსტრემალურ გარემოში. ეს მიკროორგანიზმები აქტიური ვულკანიზმის გვერდით ცოცხლობდნენ, რკინითა და სილიციუმის დიოქსიდით მდიდარ ოკეანეში“, — აღნიშნავს ჩოდჰური.
მისი განცხადებით, ბჰიტადარის კარბონატული კაჟმიწა ფიქალი კვლავ ადასტურებს, რომ სიცოცხლე უბრალოდ გადარჩენისთვის კი არ იბრძოდა საკმაოდ ადრეულ დედამიწაზე, არამედ მიკრობულ ეკოსისტემებს უკვე ეკავათ და ერგებოდნენ ძლიერ ადრეული დედამიწის დინამიკურ ვულკანურ გარემოს.
კვლევა Proceedings of the National Academy of Sciences-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.