Život na Zemi má dlhú a turbulentnú históriu. Vedci odhadujú, že zhruba pred 4 miliardami rokov, len 500 miliónov rokov po vytvorení planéty Zem, sa objavili prvé jednobunkové formy života. Podľa Archean Eon (pred 4 až 2,5 miliardami rokov) sa predpokladá, že sa objavili multicelulárne formy života. Zatiaľ čo existencia takýchto organizmov (Archaea) bola odvodená z uhlíkových izotopov nájdených v starovekých horninách, fosílne dôkazy ostali nepolapiteľné.
To všetko sa zmenilo vďaka nedávnej štúdii, ktorú uskutočnil tím vedcov z UCLA a University of Wisconsin – Madison. Po preskúmaní starých vzoriek hornín zo západnej Austrálie tím zistil, že obsahovali fosílne zvyšky rôznych organizmov starých 3,465 miliardy rokov. V kombinácii s nedávnymi objavmi exoplanet, táto štúdia posilňuje teóriu, že život je vo vesmíre hojný.
Štúdia s názvom „Analýzy SIMS najstaršieho známeho súboru mikrofosíl dokumentujú ich taxónovo korelované zloženie izotopov uhlíka“, ktoré sa nedávno objavilo v Zborník Národnej akadémie vied, Ako naznačil výskumný tím, ich štúdia pozostávala z analýzy izotopov uhlíka 11 mikrobiálnych fosílií odobratých z ~ 3,465 milióna rokov starého západného austrálskeho Apex Chert.
Týchto 11 fosílií malo rôznorodý charakter a vedci ich rozdelili do piatich skupín druhov na základe ich zjavných biologických funkcií. Zatiaľ čo sa zdá, že dve zo fosílnych vzoriek vykonali primitívnu formu fotosyntézy, ďalší zjavne produkoval metánový plyn. Zvyšné dva sa zdajú byť spotrebiteľmi metánu, ktoré zvykli budovať a udržiavať svoje bunkové steny (podobne ako tuky používajú cicavce).
Ako uviedol v tlačovej správe UCLA Newsroom J. William Schopf, profesor paleobiológie na vysokej škole UCLA a hlavný autor štúdie,:
„Pred 3,465 miliardami rokov bol už život na Zemi rôznorodý; to je jasné - primitívne fotosyntetizátory, výrobcovia metánu, používatelia metánu. Toto sú prvé údaje, ktoré ukazujú veľmi rozmanité organizmy v tom čase v histórii Zeme, a náš predchádzajúci výskum ukázal, že používatelia síry boli aj pred 3,4 miliardami rokov.
Táto štúdia, ktorá je najpodrobnejšou históriou mikroorganizmov zachovaných ako staroveké fosílie, vychádza z práce, ktorú Schopf a jeho spolupracovníci vykonávajú už dve desaťročia. Už v roku 1993 Schopf a ďalší tím vedcov uskutočnili štúdiu, ktorá najprv opísala tieto typy fosílií. V roku 2002 nasledovala ďalšia štúdia, ktorá potvrdila ich biologický pôvod.
V tejto najnovšej štúdii Schopf a jeho tím zistili, aké organizmy sú a aké sú zložité. Za týmto účelom analyzovali mikroorganizmy pomocou techniky nazývanej sekundárna iónová hmotnostná spektroskopia (SIMS), ktorá odhaľuje pomer uhlíka-12 k uhlíku-13. Zatiaľ čo uhlík-12 je stabilný a najbežnejší typ vyskytujúci sa v prírode, uhlík-13 je menej bežný, ale podobne stabilný izotop, ktorý sa používa vo výskume organickej chémie.
Rozdelením uhlíka z každej fosílie na jej základné izotopy a stanovením ich pomerov bol tím schopný dospieť k záveru, ako dlho mikroorganizmy žili a ako žili. Túto úlohu vykonávali vedci z Wisconsinu, ktorých viedol profesor John Valley. "Rozdiely v pomeroch izotopov uhlíka korelujú s ich tvarmi," uviedol Valley. „Ich pomery C-13-C-12 sú charakteristické pre biológiu a metabolické funkcie.“
Podľa súčasného vedeckého konsenzu sa pokročilá fotosyntéza ešte nevyvinula a kyslík sa na Zemi neobjaví až o 500 miliónov rokov neskôr. Pred 2 miliardami rokov sa koncentrácie plynného kyslíka začali rýchlo zvyšovať. To znamená, že tieto fosílie, ktoré boli približne 1 miliardu rokov po vytvorení Zeme, by žili v čase, keď v atmosfére bolo málo kyslíka.
Vzhľadom na to, že kyslík by bol pre tieto typy primitívnych fotosyntetizátorov jedovatý, dnes sú dosť zriedkavé. Po pravde povedané, možno ich nájsť iba na miestach, kde je dostatok svetla, ale bez kyslíka, čo sa v kombinácii zriedka vyskytuje. Ba čo viac, samotné horniny boli zdrojom veľkého záujmu, pretože priemerná životnosť hornín vystavených povrchu Zeme je len asi 200 miliónov rokov.
Keď Shopf prvýkrát začal svoju kariéru, najstaršie známe vzorky horniny boli staré 500 miliónov rokov. To znamená, že skaly nesúce fosílie, ktoré on a jeho tím skúmali, sú také staré, ako sa môžu dostať na Zemi. Nájsť fosílny život v takýchto starodávnych vzorkách ukazuje, že rôzne organizmy a životný cyklus sa už na Zemi vyvinuli v ranom Archaen Eon, čo vedci až doteraz očakávali.
Tieto zistenia majú samozrejme dôsledky na štúdium toho, ako a kedy sa objavil život na Zemi. Štúdia okrem Zeme má tiež dôsledky, pretože ukazuje, že život vznikol, keď bola Zem ešte veľmi mladá a bola v primitívnom stave. Preto nie je pravdepodobné, že podobný proces sa odohráva inde vo vesmíre. Ako vysvetlil Schopf:
„Toto hovorí, že život sa musel začať podstatne skôr a potvrdzuje sa, že primitívny život nebol zložitý na to, aby sa vytvoril a vyvinul sa do pokročilejších mikroorganizmov. Ale ak sú podmienky správne, vyzerá to, že život vo vesmíre by mal byť rozšírený. “
Táto štúdia bola možná vďaka financovaniu poskytnutému Astrobiologickým ústavom NASA. Pri pohľade do budúcnosti Schopf naznačil, že rovnaká technológia, aká sa doteraz používala v týchto fosíliách, sa pravdepodobne použije na štúdium hornín, ktoré priniesla posádka NASA na Mars. Táto misia je naplánovaná na 20. roky 20. storočia a bude vyžadovať odobratie vzoriek, ktoré získala Mars 2020 Rover a priviesť ich späť na Zem na analýzu.
