В Южной Африке обнаружены древние микроорганизмы возрастом 3,4 миллиарда лет

Образец кремнистой породы, содержащий, возможно, остатки микроорганизмов, живших 3,4 миллиарда лет назад.
Доктор Мануэль Рейнхардт

Еще 3,4 миллиарда лет назад жизнь на Земле сформировала разнообразные сообщества микроскопических существ. Исключительно сохранившиеся останки того периода демонстрируют экосистему микроорганизмов, которые поддерживали себя разными способами.

Сложность экосистемы позволяет предположить, что жизнь существовала уже сотни миллионов лет и зародилась на ранних этапах истории Земли.

Мануэль Рейнхардт из Гёттингенского университета в Германии и его коллеги изучали горные породы рифа Бак-Черт, части Зеленокаменного пояса Барбертона в Южной Африке. Возраст пород составляет 3,42 миллиарда лет, и считается, что они представляют собой сохранившиеся остатки мелководных морей вокруг цепочки вулканических островов.

Слои породы содержат микроскопические капли углеродистого вещества, которые, как полагают исследователи, являются остатками микроорганизмов, обитавших в этих морях. Рейнхардт и его группа подвергли этот материал серии анализов, чтобы определить его химический состав.

Команда сосредоточилась на углероде. Углерод существует в нескольких формах, называемых изотопами, которые идентичны, за исключением количества нейтронов в ядре атома. Два основных изотопа углерода — это углерод-12 и углерод-13. Живые существа предпочитают использовать углерод-12, поэтому в биологической материи обычно содержится больше углерода-12 и меньше углерода-13, чем в небиологической материи.

Однако не все живые существа одинаково хорошо поглощают углерод-12. Это означает, что соотношение между двумя формами может дать представление о метаболизме организма.

Большая часть материала имеет углеродную подпись, соответствующую фотосинтезу: способность использовать энергию света для производства сахара. Это говорит о том, что миллиарды лет назад у поверхности моря обитало огромное количество фотосинтезирующих микробов.

Однако в некоторых образцах было меньше углерода-12. Фотосинтезирующие организмы не могут этого достичь, поэтому Рейнхардт утверждает, что эти микробы, должно быть, питались химическим веществом под названием ацетил-коэнзим А.

В других каплях уровень углерода-12 был еще ниже, что позволяет предположить, что микробы в них производили либо метан, либо ацетат в качестве отходов, которыми затем питались другие микробы.

«Невозможно сказать, жили ли все микробы в одном и том же месте в одно и то же время», — говорит Рейнхардт. Фотосинтезирующие особи, должно быть, жили у поверхности воды, а остальные, возможно, жили в отложениях на морском дне.

Зеленокаменный пояс Барбертона в Южной Африке представляет собой одни из старейших обнаженных пород на Земле.
Фридрих фон Хорстен

Исследование «блестящее» и «действительно кропотливое», говорит Фрэнсис Вестолл из Французского национального центра научных исследований, не принимавший участия в исследовании. «Я понял из этого, что ранняя жизнь была очень похожа на современную».

Исследование также дополняет доказательства раннего происхождения жизни на Земле. Возраст самого старого широко признанного свидетельства существования жизни составляет 3,5 миллиарда лет, он находится в Пилбаре в Австралии. Исследователи сообщили о наличии более древних окаменелостей, датируемых 3,7 миллиарда лет назад или даже раньше, но другие говорят, что в большинстве случаев эти доказательства неубедительны .

«Все породы старше 3,5 миллиардов лет настолько сильно метаморфизованы», — говорит Уэстолл. Это означает, что самые старые экосистемы, которые мы можем видеть, — это богатые сообщества, подобные тому, которое изучала команда Рейнхардта. Должно быть, существовали более старые и простые версии, но мы их не видели, потому что они не сохранились – по крайней мере, не теми способами, которые мы можем использовать в настоящее время. В результате самая ранняя история жизни остается неизвестной. «Очень сложно увидеть эту тенденцию просто из-за отсутствия хорошо сохранившихся камней», — говорит Уэстолл.

Что кажется очевидным, так это то, что жизнь значительно старше 3,5 миллиардов лет. «Лично я думаю, что жизнь возникла на Земле во время Гадея [эона], вероятно, около 4,2–4,1 миллиарда лет [назад]», — говорит Уэстолл.