Разнообразные формы микробной жизни существовали по меньшей мере 3,75 миллиарда лет назад, подтверждает исследование

В 2017 году палеонтологи обнаружили микроскопические нити и трубки возрастом от 3,75 до 4,28 миллиарда лет, которые, как оказалось, были созданы железолюбивыми бактериями, в породах из супракрустального пояса Нуввуагиттук в Квебеке, Канада. Однако не все ученые согласились с тем, что эти структуры - датируемые примерно на 300 миллионов лет раньше, чем то, что принято считать первым признаком древней жизни - имеют биологическое происхождение.

Теперь, после тщательного дальнейшего анализа пород Нуввуагиттука, палеонтологи обнаружили гораздо более крупную и сложную структуру - стебель с параллельными ветвями с одной стороны длиной почти 1 см, а также сотни искаженных сфер, или эллипсоидов, расположенных рядом с трубками и нитями. Хотя некоторые из этих структур могли возникнуть в результате случайных химических реакций, древовидный стебель с параллельными ветвями, скорее всего, имел биологическое происхождение, поскольку ни одна структура, созданная только с помощью химии, не была найдена подобной ему. Новые результаты позволяют предположить, что на первобытной Земле, возможно, уже через 300 миллионов лет после образования планеты, существовала разнообразная микробная жизнь.

"Используя множество различных доказательств, наше исследование убедительно доказывает, что ряд различных типов бактерий существовал на Земле между 3,75 и 4,28 миллиардами лет назад", - сказал доктор Доминик Папино, палеонтолог из Китайского университета геонаук, Лондонского центра нанотехнологий, факультета наук о Земле и Центра планетарных наук Университетского колледжа Лондона и Биркбекского колледжа Лондона.

"Это означает, что жизнь могла зародиться уже через 300 миллионов лет после образования Земли. В геологических терминах это очень быстро - примерно один оборот Солнца вокруг галактики Млечный Путь".

"Эти выводы имеют значение для возможности существования внеземной жизни", - добавил он.

"Если жизнь возникла относительно быстро при наличии подходящих условий, это увеличивает вероятность существования жизни на других планетах".

Для исследования доктор Папино и его коллеги изучили породы из супракрустального пояса Нуввуагиттук, собранные ими в 2008 году.

Супракрустальный пояс Нуввуагиттук, некогда бывший морским дном, содержит одни из самых древних осадочных пород, известных на Земле, которые, как считается, были отложены вблизи системы гидротермальных источников.

Палеонтологи разрезали породу на части толщиной примерно как бумага (100 микрон), чтобы внимательно рассмотреть крошечные структуры, похожие на окаменелости, которые состоят из гематита и заключены в кварц.

Эти срезы породы, вырезанные пилой с алмазным напылением, были более чем в два раза толще, чем предыдущие срезы, что позволило группе исследователей увидеть в них более крупные структуры гематита.

Они сравнили структуры и состав с более поздними окаменелостями, а также с бактериями, окисляющими железо, которые сегодня обитают вблизи гидротермальных источников.

Они обнаружили современные эквиваленты извилистых нитей, параллельных ветвящихся структур и искаженных сфер, например, вблизи подводного вулкана Лоихи на Гавайях, а также в других жерловых системах в Северном Ледовитом и Индийском океанах.

Используя методы микротомографии и ионного пучка, ученые подтвердили, что гематитовые нити были волнистыми и извилистыми, а также содержали органический углерод - характеристики, общие с современными микробами, питающимися железом.

В своем анализе они пришли к выводу, что гематитовые структуры не могли возникнуть в результате сжатия и нагревания породы (метаморфизма) на протяжении миллиардов лет, отметив, что структуры лучше сохранились в более тонком кварце (менее подверженном метаморфизму), чем в более грубом кварце (который подвергся большему метаморфизму).

Авторы также изучили уровень содержания редкоземельных элементов в ископаемых породах и обнаружили, что он был таким же, как и в других образцах древних пород.

Это подтвердило, что отложения на морском дне были такими же древними, как и окружающие вулканические породы, а не более молодыми самозваными инфильтратами, как предполагали некоторые.

"Наши беспрецедентные результаты вносят вклад в поиск внеземной жизни, демонстрируя, что множество совместно встречающихся биосигнатур, включая микрофоссилии, дубиофоссилии, абиотические диагенетические микроструктуры, составы микроэлементов и минералы, связанные с ожидаемыми продуктами диагенетически окисленной биомассы, могут дать хорошо обоснованную интерпретацию ранней биологической эволюции", - говорят ученые.

"Это открытие предполагает, что для эволюции жизни до организованного уровня на первобытной пригодной для жизни планете необходимо всего несколько сотен миллионов лет".

"Поэтому мы делаем вывод, что такие микробные экосистемы могли существовать на других планетарных поверхностях, где жидкая вода взаимодействовала с вулканическими породами, и что эти древнейшие микрофоссилии и дубиофоссилии из супракрустального пояса Нуввуагиттук позволяют предположить, что внеземная жизнь может быть более распространена, чем считалось ранее".

Работа группы была опубликована в журнале Science Advances.