Australijski antyczny klops, czyli o bakteriach, których nie było

Tak powinna wyglądać porządna mikroskamieniałość... /źródło: wiki; Hannes Grobe (CC BY 3.0) ©2008

Blisko 25 lat temu świat obiegła, dzięki tygodnikowi Science, niezwykła wieść: w australijskiej prowincji Pilbara, siedzącej na szczycie kratonu o tej samej nazwie, odkryto najstarsze znane skamieniałości! Czyli po ludzku, nastarsze ślady życia na Ziemi. Dwójka kalifornijskich geologów, William Schopf i Bonnie Packer, opisała coś, co uznała za skamieniałości mikroorganizmów znalezione we fragmentach czertów pochodzących z tak zwanej grupy Warrawoona. Badacze ocenili wiek skamieniałości na 3,3-3,5 miliarda lat.

Naukowcy sporo uwagi w tej pracy (na tyle, na ile pozwala jej całkowita długość – jakieś półtora strony) poświęcili autentyczności mikroskamieniałości – a raczej autentyczności ich wieku. Ogólnie rzecz ujmując chodzi o to, czy taka mikroskamieniałość rzeczywiście pochodzi z tego samego okresu, co skała, w której ją znaleziono, czy też może w jakiś sposób znalazła się tam później. Natomiast na ile jestem w stanie stwierdzić, nie będąć specjalistą od geologii, to, że mikroskamieniałość to mikroskamieniałość a nie co innego, poznaje się li tylko i wyłącznie na podstawie wyglądu.

Możliwe więc, że te oryginalne badania były przełomowe. A możliwe, że był to przewidywalny klops od początku. Dość powiedzieć, że wyniki opublikowane niedawno w Nature Geoscience, ostatecznie rozwiewają wątpliwości – filamenty w skałach z grupy Warrawoona może i mają trzy i pół miliarda lat, ale skamieniałościami na pewno nie są…

...a tak wyglądają te z czertów z grupy Warrawoona. No może i można się trochę pomylić.../ Za zgodą Macmillan Publishers: Brasier et al., Nature 416: 76-81 ©2002

Filamenty w australijskich czertach nie tylko miały być najstarszym śladem życia na Ziemi – miały też być śladem życia produkującego tlen. Kraton Pilbara ochrzczony został kolebką życia, a William Schopf powrócił z kolejnymi pracami i rozdziałami książek opartymi na swym pierwotnym odkryciu.

Tymczasem w Wielkiej Brytanii nie spoczywano na laurach. Grupa badaczy brytyjskich we współpracy z naukowcami z Australii wzięła na warsztat próbki pochodzące z tego samego punktu, i zaprzęgła do roboty najnowsze znane techniki analizy geochemicznej: mikroskopię optyczną (to akurat nie takie najnowsze) i elektronową, spektroskopię ramanowską, SEM-EDX, cyfrową obróbkę danych etcetra etcetra…

I wnioski były krótkie a dosadne: zasadność nazywania filamentów w czertach z grupy Warrawoona artefaktami cyjanobakterii jest mocno wątpliwa. Pewności nie dodaje fakt, że dyskusyjne jest biogeniczne pochodzenie stromatolitów z tego samego okresu. To, co pierwotnie uznano za dno antycznego morza, najprawdopodobniej było kominem hydrotermalnym, a te – ze względu na panujące tam ekstremalne warunki, często są w stanie wytworzyć dość bogate chemicznie otoczenie, które później jest błędnie uznawane za ślady życia.

I tu na scenę wkracza właśnie trzech panów z Kansas, którzy zaledwie dwa tygodnie temu wbili ostatni gwóźdź do trumny australijskich cyjanobakterii. Amerykanie zbadali kolejne próbki pobrane w tym samym miejscu. W odróżnieniu jednak od poprzednich ekip, które badały wycinki o wielkości 300 mikronów, grupa z Kansas postanowiła zajrzeć jeszcze niżej i zbadała fragmenty o grubości zaledwie 30 mikronów. Podobnie jak ich poprzednicy przeprowadzili analizę petrograficzną, a także zerknęli na próbki spektroskopem ramanowskim (wykonali tak zwane obrazowanie trójwymiarowe). Wszystkie opisywane próbki posiadały charakterystyczne jasne i ciemne cechy, które naukowcy zidentyfikowali jako kwarc (jasne) i hematyt (ciemne).

No i czytając tę pracę dowiedziałem się w końcu, jakież to są te kryteria rozpoznawania mikroskamieniałości. A jest ich pięć: struktury muszą być cylindryczne, mieścić się w określonym zakresie szerokości, mieć jednorodną szerokość na całej długości, muszą się nieco wić i wreszcie – powinny być puste w środku. Problem polega na tym, że zwykłe minerały mogą tworzyć z łatwością struktury, które spełniają wszystkie warunki poza ostatnim. Do tej pory uważano też, że filamenty w australisjkich czertach są puste w środku. Jednak to dokładniejsze trójwymiarowe obrazowanie ramanowskie wykazało, że tak bynajmniej nie jest.

Badacze kończą jednak swoje wywody na optymistyczną nutę: chociaż ostrzegają przed zbyt pochopną interpretacją wyników w poszukiwaniu źródeł życia (bo jak widać zwykłe obserwacje morfologiczne mogą być zwodnicze), podkreślają jednak, że pojawia się coraz więcej dowodów pochodzących z próbek z innych lokalizacji (z południowej Afryki), które mogą dowodzić, że życie w istocie istniało już we wczesnym archaiku. Ponadto w ramach swoich analiz odkryli zbudowany z węgla materiał rozproszony w czercie, który ma strukturę podobną do opartych na węglu związków pochodzenia biologicznego. Oznaczać to może, że kraton Pilbara był i jest kolebka życia, jednak dowody na to objawiają się w mniej oczywistej formie…

Schopf, J., & Packer, B. (1987). Early Archean (3.3-billion to 3.5-billion-year-old) microfossils from Warrawoona Group, Australia Science, 237 (4810), 70-73 DOI: 10.1126/science.11539686

Brasier, M., Green, O., Jephcoat, A., Kleppe, A., Van Kranendonk, M., Lindsay, J., Steele, A., & Grassineau, N. (2002). Questioning the evidence for Earth’s oldest fossils Nature, 416 (6876), 76-81 DOI: 10.1038/416076a

Marshall, C., Emry, J., & Olcott Marshall, A. (2011). Haematite pseudomicrofossils present in the 3.5-billion-year-old Apex Chert Nature Geoscience DOI: 10.1038/ngeo1084