Μικροαπολιθώματα από τη Δυτική Αυστραλία μπορεί να καταγράψουν ένα άλμα στην πολυπλοκότητα της ζωής που συνέπεσε με την άνοδο του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς της Γης, σύμφωνα με διεθνή ομάδα επιστημόνων.
Τα ευρήματα, δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Γεωβιολογία, παρέχουν ένα σπάνιο παράθυρο στο Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης, μια εποχή πριν από περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια όταν η συγκέντρωση οξυγόνου αυξήθηκε στη Γη, αλλάζοντας θεμελιωδώς την επιφάνεια του πλανήτη.
Το γεγονός πιστεύεται ότι πυροδότησε μια μαζική εξαφάνιση και άνοιξε την πόρτα για την ανάπτυξη πιο περίπλοκης ζωής, αλλά λίγα άμεσα στοιχεία υπήρχαν στο αρχείο απολιθωμάτων πριν από την ανακάλυψη των νέων μικροαπολιθωμάτων, είπαν οι επιστήμονες.
«Αυτό που δείχνουμε είναι το πρώτο άμεσο στοιχείο που συνδέει το μεταβαλλόμενο περιβάλλον κατά τη διάρκεια του Μεγάλου Γεγονότος Οξείδωσης με την αύξηση της πολυπλοκότητας της ζωής», είπε η αντίστοιχη συγγραφέας Έρικα Μπάρλοου, συνεργαζόμενη καθηγήτρια ερευνητών στο Τμήμα Γεωεπιστημών στο Πεν Στέιτ. «Αυτό είναι κάτι που έχει υποτεθεί, αλλά υπάρχει τόσο μικρό αρχείο απολιθωμάτων που δεν μπορέσαμε να το δοκιμάσουμε».
Σε σύγκριση με τους σύγχρονους οργανισμούς, τα μικροαπολιθώματα έμοιαζαν περισσότερο με έναν τύπο φυκιών παρά με απλούστερη προκαρυωτική ζωή -οργανισμούς όπως τα βακτήρια, για παράδειγμα- που υπήρχαν πριν από το Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης, είπαν οι επιστήμονες. Τα φύκια, μαζί με όλα τα άλλα φυτά και ζώα, είναι ευκαρυώτες, πιο πολύπλοκη ζωή των οποίων τα κύτταρα έχουν έναν πυρήνα συνδεδεμένο με τη μεμβράνη.
Απαιτείται περισσότερη δουλειά για να προσδιοριστεί εάν τα μικροαπολιθώματα έμειναν πίσω από ευκαρυωτικούς οργανισμούς, αλλά η πιθανότητα θα είχε σημαντικές επιπτώσεις, είπαν οι επιστήμονες. Θα απωθούσε το γνωστό αρχείο ευκαρυωτικών μικροαπολιθωμάτων κατά 750 εκατομμύρια χρόνια.
«Τα μικροαπολιθώματα έχουν μια αξιοσημείωτη ομοιότητα με μια σύγχρονη οικογένεια που ονομάζεται Volvocaceae», είπε ο Barlow. “Αυτό υποδηλώνει ότι το απολίθωμα είναι πιθανώς ένα πρώιμο ευκαρυωτικό απολίθωμα. Αυτός είναι ένας μεγάλος ισχυρισμός και κάτι που χρειάζεται περισσότερη δουλειά, αλλά εγείρει ένα συναρπαστικό ερώτημα στο οποίο η κοινότητα μπορεί να βασιστεί και να δοκιμάσει.”
Η Barlow ανακάλυψε τον βράχο που περιείχε τα απολιθώματα ενώ διεξήγαγε την προπτυχιακή έρευνά της στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας (USNW) στην Αυστραλία και διεξήγαγε την τρέχουσα εργασία ως μέρος της διδακτορικής της εργασίας στο UNSW και στη συνέχεια ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Penn State.
«Αυτά τα συγκεκριμένα απολιθώματα είναι εξαιρετικά καλά διατηρημένα, γεγονός που επέτρεψε τη συνδυασμένη μελέτη της μορφολογίας, της σύνθεσης και της πολυπλοκότητάς τους», δήλωσε ο Christopher House, καθηγητής γεωεπιστημών στο Penn State και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Τα αποτελέσματα παρέχουν ένα μεγάλο παράθυρο σε μια μεταβαλλόμενη βιόσφαιρα πριν από δισεκατομμύρια χρόνια».
Οι επιστήμονες ανέλυσαν τη χημική σύνθεση και την ισοτοπική σύνθεση του άνθρακα των μικροαλιθωμάτων και προσδιόρισαν ότι ο άνθρακας δημιουργήθηκε από ζωντανούς οργανισμούς, επιβεβαιώνοντας ότι οι δομές ήταν όντως βιολογικά απολιθώματα. Αποκάλυψαν επίσης πληροφορίες για τον βιότοπο, την αναπαραγωγή και το μεταβολισμό των μικροοργανισμών.
Ο Barlow συνέκρινε τα δείγματα με μικροαπολιθώματα πριν από το Μεγάλο Γεγονός Οξείδωσης και δεν μπόρεσε να βρει συγκρίσιμους οργανισμούς. Τα μικροαπολιθώματα που βρήκε ήταν μεγαλύτερα και παρουσίαζαν πιο σύνθετες κυτταρικές διατάξεις, είπε.
“Το αρχείο φαίνεται να αποκαλύπτει μια έκρηξη ζωής – υπάρχει μια αύξηση στην ποικιλομορφία και την πολυπλοκότητα αυτής της απολιθωμένης ζωής που βρίσκουμε”, είπε ο Barlow.
Σε σύγκριση με τους σύγχρονους οργανισμούς, είπε ο Barlow, τα μικροαπολιθώματα έχουν σαφείς ομοιότητες με τις αποικίες φυκών, συμπεριλαμβανομένου του σχήματος, του μεγέθους και της κατανομής τόσο της αποικίας όσο και μεμονωμένων κυττάρων και μεμβρανών γύρω από το κύτταρο και την αποικία.
«Έχουν μια αξιοσημείωτη ομοιότητα και έτσι, με αυτόν τον τρόπο σύγκρισης, θα μπορούσαμε να πούμε ότι αυτά τα απολιθώματα ήταν σχετικά πολύπλοκα», είπε ο Barlow. «Δεν υπάρχει τίποτα παρόμοιο με αυτά στα απολιθώματα, και ωστόσο, έχουν αρκετά εντυπωσιακές ομοιότητες με τα σύγχρονα φύκια».
Τα ευρήματα έχουν επιπτώσεις τόσο για το πόσο καιρό χρειάστηκε να σχηματιστεί περίπλοκη ζωή στην πρώιμη Γη – η παλαιότερη, αδιαμφισβήτητη απόδειξη ζωής είναι 3,5 δισεκατομμυρίων ετών – όσο και για το τι μπορεί να αποκαλύψει η αναζήτηση για ζωή σε άλλα μέρη του ηλιακού συστήματος, είπαν οι επιστήμονες.
“Νομίζω ότι η εύρεση ενός απολιθώματος που είναι τόσο μεγάλο και πολύπλοκο, σχετικά νωρίς στην ιστορία της ζωής στη Γη, σε κάνει να αναρωτιέσαι – αν βρούμε ζωή αλλού, μπορεί να μην είναι απλώς βακτηριακή προκαρυωτική ζωή”, είπε ο Barlow . «Ίσως υπάρχει πιθανότητα να διατηρηθεί κάτι πιο περίπλοκο – ακόμα κι αν είναι ακόμα μικροσκοπικό, θα μπορούσε να είναι κάτι λίγο υψηλότερης τάξης».
Περισσότερες πληροφορίες:
Erica V. Barlow et al, Distinctive microfossil υποστηρίζει την πρώιμη Παλαιοπρωτεροζωική άνοδο στη σύνθετη κυτταρική οργάνωση, Γεωβιολογία (2023). DOI: 10.1111/gbi.12576
Παραπομπή: Νέα μικροαπολιθώματα υποδηλώνουν πρόωρη αύξηση της σύνθετης ζωής (2023, 7 Νοεμβρίου) που ανακτήθηκε στις 8 Νοεμβρίου 2023 από https://phys.org/news/2023-11-microfossils-earlier-complex-life.html
Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.