დედამიწაზე სიცოცხლე 3,5 მლრდ წლის წინ აღმოცენდა - უძველეს ნამარხთა კვლევა დასრულებულია
დედამიწაზე სიცოცხლე 3,5 მლრდ წლის წინ აღმოცენდა - უძველეს ნამარხთა კვლევა დასრულებულია

ლოს-ანჯელესის კალიფორნიის უნივერსიტეტისა და ვისკონსინ-მედისონის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა საბოლოოდ დაადასტურეს, რომ დასავლეთ ავსტრალიაში, 3,5 მილიარდი წლის ასაკის კლდის ნატეხში აღმოჩენილი მიკროსკოპული ნამარხები უძველესია ამ დრომდე ნაპოვნთა შორის და ამავე დროს, წარმოადგენს დედამიწაზე არსებული სიცოცხლის ყველაზე ძველ პირდაპირ მტკიცებულებას.

ჟურნალ Proceedings of the National Academy of Sciences-ში გამოქვეყნებული კვლევის ავტორები არიან ლოს-ანჯელესის კალიფორნიის უნივერსიტეტის პალეობიოლოგიის პროფესორი უილიამ შოპფი და ვისკონსინ-მედისონის უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერებათა პროფესორი ჯონ ვალეი. კვლევის დროს გამოიყენეს ახალი ტექნოლოგიები და სამეცნიერო ექსპერტიზა.

კვლევა აღწერს ხუთი სხვადასხვა ტაქსონის 11 მიკრობულ სახეობას, რომელთა მორფოლოგიაც დაკავშირებულია სიცოცხლისათვის დამახასიათებელ ქიმიურ ხელწერებთან. ზოგიერთი მათგანი წარმოადგენს ამჟამად გადაშენებულ ბაქტერიებსა და მიკრობებს არქეების სამეფოდან, ზოგიერთი კი დღეს არსებულ მიკორბთა სახეობების მსგავსია. აღმოჩენა ასევე ცხადყოფს, თუ როგორ გადარჩა თითოეული მათგანი უჟანგბადო პლანეტაზე.

მიკრონამარხები — ასე უწოდებენ იმიტომ, რომ შეუძლებელია მათი შემჩნევა შეუიარაღებელი თვალით — პირველად შოპფმა და მისმა ჯგუფმა 1992 წელს აღწერეს ჟურნალ Science-ში. იდენტიფიცირება დიდწილად ხდებოდა ნამარხების უნიკალური, ცილინდრული და ფილამენტური ფორმებით. შოპფმა, ლოს-ანჯელესის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ევოლუციის საწავლებისა და სიცოცხლის წარმოშობის ცენტრის დირექტორმა, 2002 წელს მათი ბიოლოგიური მახასიათებლების მხარდამჭერი დამატებითი მტკიცებულებები გამოაქვეყნა.

დასავლეთ ავსტრალიაში, აპექს-ჩერტის კლდოვანი ფორმაციის დეპოზიტებში მან შეაგროვა ქანები, რომლებშიც 1982 წელს ნამარხები აღმოაჩინეს. ეს ერთ-ერთი უიშვიათესი ადგილია მთელ პლანეტაზე, სადაც კარგადაა დაცული ადრეული დედამიწის გეოლოგიური მტკიცებულებები, დიდწილად იმის გამო, რომ იქ არ განვითარებულა ისეთი გეოლოგიური პროცესები, რომლებიც მას შეცვლიდა, მაგალითად, ფილების ტექტონიკური აქტივობით გამოწვეული სიცხე.

თუმცა, შოპფის ადრეული ინტერპრეტაციები საკამათო გახდა. კრიტიკოსები ამტკიცებდნენ, რომ ეს უბრალოდ უცნაური მინერალები იყო, რომლებიც მხოლოდ გარეგნობით ჰგავდა ბიოლოგიურ სახეობებს. თუმცა, ვალეის თქმით, ახალმა აღმოჩენებმა ამ ეჭვებს საბოლოოდ დაუსვა წერტილი — მიკრონამარხები ნამდვილად ბიოლოგიურია.

„ვფიქრობ, ეს საკითხი მოგვარებულია“, — ამბობს იგი.

მეორეული იონურ-მასური სპექტრომეტრის (SIMS), სახელად IMS 1280-ის გამოყენებით, რომელიც ერთ-ერთი მოწინავეა მთელ მსოფლიოში ამ სახის ინსტრუმენტთა შორის, ვალეიმ და მისმა ჯგუფმა თითოეული ნამარხის შემადგენელი ნახშირბადი გამოაცალკევეს მათ შემადგენელ იზოტოპებად და მათი მაჩვენებლები გაზომეს.

იზოტოპები ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის სხვადასხვა ვერსიებია, რომლებიც მასებით განსხვავდება. განსხვავებული ორგანული სუბსტანციები, იქნება ეს ქანებში, მიკრობებში ან ცხოველებში — შეიცავს მათი სტაბილური ნახშირბადის იზოტოპთა დამახასიათებელ პროპორციებს.

SIMS-ის გამოყენებით, ვალეის ჯგუფმა თითოეულ ნამარხში ნახშირბად-13-დან გამოაცალკევა ნახშირბად-12 და გაზომა ორივეს პროპორცია ნახშირბადის იზოტოპის ცნობილ სტანდარტთან შედარებით; მაჩვენებლები ასევე შეადარეს იმ კლდის ნამარხებისგან თავისუფალი სექციისას, რომელშიცი ისინი აღმოაჩინეს.

„ნახშირბადის იზოტოპთა პროპორციებში არსებული სხვაობა შესაბამისობაში მოდის მათ ფორმებთან. ისინი რომ ბიოლოგიური არ იყოს, არ გვექნებოდა ასეთი ურთიერთკავშირი. მათი ნახშირბად-13-ისა და ნახშირბად-12-ის პროპორციები დამახასიათებელია ბიოლოგიური და მეტაბოლური ფუნქციებისთვის“, — ამბობს ვალეი.

ვალეის თქმით, ამ ინფორმაციაზე დაყრდნობით, მკვლევრებმა შესძლეს კლდეებში ჩაჭედილი ნამარხების მახასიათებლებისა და სავარაუდო ფიზიოლოგიური ქცევების დადგენა.

„როგორც შედეგებმა აჩვენა, ეს არის ორგანიზმთა პრიმიტიული, მაგრამ მრავალფეროვანი ჯგუფი“, — ამბობს შოპფი.

ჯგუფმა გამოავლინა მიკრობთა კომპლექსური ჯგუფი: ფოტოტროფული ბაქტერია, რომელიც ენერგიის მისაღებად მზეზე უნდა ყოფილიყო დამოკიდებული; არქეა, რომელიც აწარმოებდა მეთანს და გამაპროტობაქტერია, რომელიც მოიხმარდა მეთანს — გაზს, რომელიც დედამიწის ადრეული ატმოსფეროს მნიშვნელოვანი შემადგენელი იყო მანამ, სანამ იქ ჟანგბადი გაჩნდებოდა.

მიკრონამარხების ზუსტი ანალიზებისთვის ვალეის ჯგუფს დაახლოებით 10 წელი დასჭირდა. ამ ასაკის მიკრონამარხების ანალიზი ხელსაწყო SIMS-ს მანამდე არასოდეს ჰქონდა ჩატარებული. თავის მხრივ, კვლევის შედეგად მოხდა ამ ინსტრუმენტის ძლიერ დახვეწა.

SIMS-ს ანალიზების მზადებისას, ჯგუფს ესაჭიროებოდა ორიგინალი ნიმუშები რაც შეიძლება ნელა, გულმოდგინედ გაეცრა, რათა თავად სუსტი ნამარხები ეპოვა. ყველა მათგანი კლდის შიგნით გადანაწილებული იყო სხვადასხვა დონეზე და ჩაჭედილი იყო კვარცის მტკიცე ფენაში; საჭირო იყო გამოცალკევება მათი დაშლის გარეშე.

ერთ-ერთი მკვლევარი, მაიკლ სპიკუზა ამ პროცესს ადარებს კიბეებზე უთვალავჯერ ასვლა-ჩასვლას. დედამიწის მეცნიერი ბრაიან ჰესი ნიმუშებიდან იღებდა და აპრიალებდა თითოეულ მიკრონამარხს.

თითოეული მიკრონამარხი სიგანეში 10 მიკრომეტრია; რვა მათგანი დაახლოებით ადამიანის თმის სიგანისაა.

ვალეი და შოპფი ვისკონსინის ასტრობიოლოგიური კვლევის კონსორციუმის წევრები არიან. პროგრამას აფინანსებს NASA-ს ასტრობიოლოგიური ინსტიტუტი, რომლის მიზანიცაა სიცოცხლის წარმოშობის, მომავლისა და ბუნების შესწავლა დედამიწაზე თუ სხვაგან, სამყაროს რომელიმე ადგილას.

შოპფის თქმით, ამგვარი კვლევები მიუთითებს, რომ სიცოცხლე გავრცელებული უნდა იყოს მთელ სამყაროში. მაგრამ მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ როგორც ირკვევა, აქ, დედამიწაზე, რამდენიმე განსხვავებული ტიპის მიკრობი უკვე არსებობდა 3,5 მილიარდი წლის წინ, რაც გვეუბნება, რომ „სიცოცხლე უნდა დაწყებულიყო გაცილებით ადრე — არავინ იცის რამდენად ადრე — და ადასტურებს, რომ რთული სულაც არაა პრიმიტიული სიცოცხლის აღმოცენება და უფრო მოწინავე მიკროორგანიზმებად გარდაქმნა“, — ამბობს შოპფი.

ვალეის და მისი ჯგუფის მიერ 2001 წელს ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ თხევადი წყლის ოკეანეები დედამიწაზე ჯერ კიდევ 4,3 მილიარდი წლის წინ არსებობდა, 800 მილიონი წლით უფრო ადრე, ვიდრე ამ კვლევის ნამარხები უნდა ყოფილიყვნენ ცოცხალნი — დედამიწის წარმოქმნიდან სულ რაღაც 250 მილიონი წლის შემდეგ.

„არ გვაქვს პირდაპირი მტკიცებულება, რომ სიცოცხლე 4,3 მილიარდი წლის წინ არსებობდა, მაგრამ არ არსებობს მიზეზი, თუ რატომ არ უნდა ყოფილიყო ასე. ეს სწორედ ისაა, რის გარკვევასაც ჩვენ ყველა ვცდილობთ“, — ამბობს ვალეი.

ვისკონსინ-მედისონის უნივერსიტეტს წილად ხვდა, სიცოცხლის აღმოცენების საყოველთაოდ აღიარებული თარიღი სხვა დროსაც გადაეწია უფრო წარსულში.

1953 წელს, უნივერსიტეტის გეოლოგმა სტენლი ტაილერმა, პირველად ისტორიაში, კამბრიულზე ადრეულ ქანებში მიკრონამარხები აღმოაჩინა. სწორედ ამ აღმოჩენამ გადასწია სიცოხლის წარმოშობა მილიარდზე მეტი წლით ადრე, 540 მლნ-დან 1,8 მილიარდი წლით უფრო წინ, ვიდრე მანამდე მიიჩნეოდა.

„ხალხს ნამდვილად აინტერესებს, თუ როდის გაჩნდა დედამიწაზე სიცოცხლე. ეს კვლევა ათჯერ უფრო ხანგრძლივი და იმაზე გაცილებით რთული იყო, ვიდრე თავდაპირველად წარმოვიდგენდი. მაგრამ მას მაინც შეესხა ხორცი მრავალი თავგანწირული ადამიანის წყალობით, რომლებიც მისით პირველივე დღიდან მოიხიბლნენ… ვფიქრობ, დედამიწის და ვინ იცის, იქნებ სხვა პლანეტურ სხეულთა ნიმუშების კიდევ ძალიან ბევრ მიკრონამარხს ჩაუტარდება ანალიზი“.

უძველესი კლდის ნამსხვრევები, რომლებშიც მიკრონამარხები აღმოაჩინეს
ერთ-ერთი მიკრონამარხი
აპექს-ჩერტის კლდოვანი ფორმაცია დასავლეთ ავსტრალიაში, სადაც მიკრონამარხები აღმოაჩინეს

მომზადებულია wisc.edu-ის მიხედვით

 

დატოვე კომენტარი