Życie w kosmosie będzie łatwiejsze do odnalezienia, po lepszym poznaniu jego początków na Ziemi
Pomimo dziesięcioleci badań, naukowcy wciąż nie rozumieją wielu rzeczy na temat tego jak wyglądało życie na początku i jak zachodziła wczesna ewolucja. Naukowcy połączyli różne dziedziny nauki by zgłębić ten temat, co może pomóc w poszukiwaniach organizmów poza Ziemią.
Naukowcy próbowali już zrozumieć oznaki wczesnego życia zachowane w starożytnych skałach, ale najnowsze badanie przeprowadzone przez naukowców z University of California – Riverside, opublikowane w czasopiśmie Nature Reviews Microbiology, łączy te dane z badaniami genetycznymi współczesnych organizmów i najnowszymi przełomowymi odkryciami dotyczącymi ewoluującej chemii wczesnych oceanów, atmosfery i kontynentów.
Naukowcy dowiedzieli się, w jaki sposób najwcześniejsze formy życia na Ziemi – drobnoustroje, takie jak bakterie wytwarzające O2 i archeony (drobne jednokomórkowce) wytwarzające metan – zmieniały się i były kształtowane przez zmiany w oceanach, kontynentach i atmosferze.
„Głównym przesłaniem w tym wszystkim jest to, że nie można postrzegać żadnej części zapisu w izolacji. Jest to jeden z pierwszych przypadków, kiedy badania w tych dziedzinach zostały tak kompleksowo połączone, aby odkryć nadrzędną narrację” – mówi Timothy Lyons z University of California – Riverside.
Łącząc wiedzę ekspertów w dziedzinie biologii, geologii, geochemii i genomiki, badanie szczegółowo opisuje ewolucję wczesnych form życia na Ziemi od ich pierwszego pojawienia się do coraz większego rozwoju. Wraz ze wzrostem ich liczby, mikroby zaczęły wpływać na otaczający je świat, na przykład poprzez rozpoczęcie produkcji tlenu w procesie fotosyntezy.
„Odkrycia w każdej dziedzinie często zgadzają się w niezwykły sposób” – podkreśla Christopher Tino z University of California – Riverside.
W szczególności badanie skupiło się na tym, w jaki sposób życie drobnoustrojów konsumowało, przekształcało i rozpraszało kluczowe składniki odżywcze zawierające azot, żelazo, mangan, siarkę i metan na całej Ziemi. Biologiczne zmiany zachodziły, gdy powierzchnia Ziemi przekształcała się dramatycznie wraz z nowym życiem, a czasem z jego powodu. Pojawiły się kontynenty, słońce stało się jaśniejsze, a świat stał się bogaty w tlen.
Ponieważ ewolucja nowych ścieżek biologicznych wpłynęła na cykle tych pierwiastków, ich zrozumienie pozwoliło określić naukowcom, kiedy pojawiły się wczesne formy życia, w jaki sposób wpływały na środowisko i reagowały na nie oraz kiedy zostawiły po sobie ślady na skalę globalną.
W skałach sprzed miliardów lat często brakuje widocznych skamieniałości potrzebnych do poznania całej historii, ale w najnowszym badaniu uwzględniono chemię tych skał i genomy żywych krewnych dawnych organizmów, aby stworzyć kompleksowy obraz starożytnego życia.
„Zasadniczo opisujemy pierwsze flirty Ziemi z mikrobami zdolnymi do zmiany globalnego środowiska. Musisz zrozumieć cały obraz, aby w pełni zrozumieć, kto, co, kiedy i gdzie mikroby przeszły od zwykłego istnienia do wywierania znaczącego wpływu na środowisko” – zaznacza Lyons.
Wielu naukowców zakładało, że gdy forma życia pojawiła się na Ziemi, szybko zaczęła się namnażać. Jednak łącząc dziesięciolecia badań z różnych dyscyplin, naukowcy mogli dostrzec różnicę między zwykłą obecnością a dominacją niektórych drobnoustrojów. Często przejście od istnienia do znaczenia, ich zdaniem, zajmowało setki milionów lat.
Wnioski z badania mają również bardziej praktyczne zastosowanie, w tym wgląd w to, jak życie i środowisko mogą reagować na zmiany klimatu, zarówno w perspektywie krótkoterminowej, jak i dalekiej przyszłości.
Badanie może również pomóc w tym, aby odnaleźć życie na innych planetach. „Jeśli kiedykolwiek znajdziemy dowody na istnienie życia poza Ziemią, najprawdopodobniej będą one oparte na procesach i produktach mikroorganizmów, takich jak metan i O2. Naszą motywacją jest pomoc NASA w jej misji, a konkretnie w lepszym zrozumieniu, w jaki sposób egzoplanety mogą podtrzymywać życie” – podsumowuje Tino.
Emil Gołoś
