Der Titel des frühesten Lebens der Erde wurde den Fossilien in der australischen Region Pilbara zurückgegeben. Die Pilbara-Fossilien hatten diesen Titel seit den 1980er Jahren inne, bis Forscher, die antike Gesteine in Grönland untersuchten, dort Hinweise auf antikes Leben fanden. Spätere Untersuchungen stellten jedoch die biologische Natur der grönländischen Beweise in Frage, was das gesamte Problem erneut in Frage stellte.
Jetzt hat eine neue Studie der Pilbara-Fossilien das Vorhandensein von konservierter organischer Substanz in diesen Fossilien identifiziert und ihnen die Krone des „alten Lebens“ zurückgegeben.
Das alte Leben in diesem Titelkampf sind Stromatolithen, felsartige Strukturen, die von mikroskopisch kleinen einzelligen Organismen namens Cyanobakterien niedergelegt werden. Stromatolithen sind sowohl mineralisch als auch organisch, da sie von Gemeinschaften von Mikroorganismen gebildet werden, die Schleim absondern, der Sedimentkörner einfängt. Stromatolithen kommen in Säulen, Hügeln und in Blattstrukturen vor, die wie Sedimentgesteine aussehen. Versteinerte Stromatolithen sind der früheste Beweis für das Leben auf der Erde.
Forscher der University of New South Wales (UNSW) haben diese neuen Erkenntnisse in der Zeitschrift Geology veröffentlicht. Ihre Arbeit trägt den Titel Nano-poröser Pyrit und organische Materie in 3,5 Milliarden Jahre alten Stromatolithen, die das ursprüngliche Leben aufzeichnen. Ihr Nachweis von organischer Substanz in diesen alten Fossilien wird auf diesem Gebiet als großer Fortschritt bezeichnet.
"Dies ist eine aufregende Entdeckung - zum ersten Mal können wir der Welt zeigen, dass diese Stromatolithen ein endgültiger Beweis für das früheste Leben auf der Erde sind."
Dr. Raphaeil Baumgartner, leitender Forscher am australischen Zentrum für Astrobiologie.
Der leitende Forscher ist Dr. Raphael Baumgartner, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter des australischen Zentrums für Astrobiologie. Baumgartner und die anderen Wissenschaftler untersuchten die bekannte Dresser Formation in der westaustralischen Region Pilbara. Die Felsen in der Dresser-Formation sind 3,49 Milliarden Jahre alt. In den 1980er Jahren fanden Forscher dort Hinweise auf ein altes Leben. Obwohl die Beweise überzeugend waren, gab es Unsicherheit.
Aber die Entdeckung organischer Materie hat diese Unsicherheit beseitigt.
"Dies ist eine aufregende Entdeckung - zum ersten Mal können wir der Welt zeigen, dass diese Stromatolithen ein endgültiger Beweis für das früheste Leben auf der Erde sind", sagte Dr. Baumgartner. Die Entdeckung könnte Wissenschaftlern auch helfen, nach Beweisen für das antike Leben auf dem Mars zu suchen.
Professor Martin Van Kranendonk ist Direktor der Abteilung für Astrobiologie an der UNSW. Er sagt, dass die Entdeckung organischer Materie in der Dresser-Formation beweist, dass die Fossilien dort uralte Stromatolithen sind und nicht nur faszinierend aussehende Gesteine. Laut Van Kranendonk ist dies ein Moment der „rauchenden Waffe“ in der Wissenschaft.
Er sagt auch, dass diese Entdeckung bei der Suche nach altem Leben auf dem Mars helfen wird.
„Dies ist ein großer Fortschritt in unserem Wissen über diese Gesteine, in der Wissenschaft der frühen Untersuchungen im Allgemeinen und - genauer gesagt - bei der Suche nach Leben auf dem Mars. Wir haben jetzt ein neues Ziel und eine neue Methode, um nach alten Lebensspuren zu suchen “, sagt Professor Van Kranendonk.
Als diese Beweise in den 1980er Jahren zum ersten Mal aufgedeckt wurden, bestand Unsicherheit über ihre Herkunft. Die Fossilien hatten die Struktur und Textur alter Stromatolithen, aber der geologische Prozess kann in diesem Fall Fossilien imitieren. Es mangelte an Sicherheit.
„Leider herrscht in der Forschungsgemeinschaft ein Klima des Misstrauens gegenüber strukturellen Biosignaturen. Daher war der Ursprung der Stromatolithen in der Dresser-Formation ein heiß diskutiertes Thema “, sagte Dr. Baumgartner in einer Pressemitteilung.
Frühere fossile Proben aus der Dresser-Formation wurden aus den oberen Gesteinsschichten entnommen, wo die Proben Witterungseinflüssen ausgesetzt waren. Aber in dieser Arbeit gingen die Wissenschaftler tiefer. Sie erhielten Proben aus viel tieferem Gestein, wo Fossilien besser erhalten und keiner Witterung ausgesetzt sind, was die Mineralogie verändern und die Erhaltung hemmen kann.
"Durch die Betrachtung von Bohrkernproben konnten wir eine perfekte Momentaufnahme des alten mikrobiellen Lebens betrachten", sagte Dr. Baumgartner. Sie unterwarfen diese neuen Proben einer endgültigen Flut von Analysetechniken.
„In dieser Studie habe ich viel Zeit im Labor verbracht und mithilfe mikroanalytischer Techniken die Gesteinsproben sehr genau untersucht, um unsere Theorie ein für alle Mal zu beweisen“, sagte Baumgartner. Die Analyse umfasste Hochleistungselektronenmikroskopie, Spektroskopie und Isotopenanalyse.
"Ich glaube, es war gegen 23 Uhr, als ich diesen" Eureka "-Moment hatte, und ich blieb bis drei oder vier Uhr morgens, nur Bildgebung und Bildgebung, weil ich so aufgeregt war."
Dr. Raphael Baumgartner, leitender Forscher, Mitarbeiter des australischen Zentrums für Astrobiologie
Die versteinerten Stromatolithen selbst bestehen größtenteils aus dem Mineral Eisenpyrit oder was wegen seiner glitzernden Ähnlichkeit mit tatsächlichem Gold manchmal als "Narrengold" bezeichnet wird. Und in diesem Eisenpyrit fand Baumgartner organische Materie.
"Die organische Substanz, die wir im Pyrit der Stromatolithen gefunden haben, ist aufregend - wir betrachten außergewöhnlich konservierte kohärente Filamente und Stränge, die typischerweise Überreste von mikrobiellen Biofilmen sind", sagte Dr. Baumgartner.
Laut den Forschern wurde diese Art von Beweisen noch nie zuvor gesehen.
"Die organische Substanz, die wir im Pyrit der Stromatolithen gefunden haben, ist aufregend - wir betrachten außergewöhnlich konservierte kohärente Filamente und Stränge, die typischerweise Überreste von mikrobiellen Biofilmen sind", sagt Dr. Baumgartner.
„Ich war ziemlich überrascht - wir haben nie damit gerechnet, diese Evidenz zu finden, bevor ich mit diesem Projekt begonnen habe. Ich erinnere mich an die Nacht am Elektronenmikroskop, in der ich endlich herausfand, dass ich Biofilmreste betrachtete. Ich glaube, es war gegen 23 Uhr, als ich diesen "Eureka" -Moment hatte, und ich blieb bis drei oder vier Uhr morgens, nur Bildgebung und Bildgebung, weil ich so aufgeregt war. Ich habe die Zeit völlig aus den Augen verloren “, sagt Dr. Baumgartner.
Diese Erkenntnisse helfen uns nicht nur, die Ursprünge des Lebens auf der Erde zu verstehen, sondern sie helfen Astrobiologen zu verstehen, wie man am besten nach versteinertem altem Leben auf dem Mars sucht.
„Es ist wirklich wichtig zu verstehen, wo das Leben entstanden sein könnte, um unsere Herkunft zu verstehen. Und von dort aus könnte es uns helfen zu verstehen, wo sonst Leben hätte stattfinden können - zum Beispiel, wo es auf anderen Planeten gestartet wurde “, sagt Dr. Baumgartner.
Im August besuchten Wissenschaftler der NASA, der ESA und von RosCosmos die australische Region Pilbara, um an den Forschungstechniken zu arbeiten, die sie für bevorstehende Missionen zum Mars verwenden werden. Der Mars 2020 Rover der NASA und der ESA / RosCosmos ExoMars werden beide nach Beweisen für das antike Leben auf dem Mars suchen. Wissenschaftler wissen, dass alle Beweise, die sie finden, mikroskopisch sind. Diese Feldarbeit wurde auch von Professor Van Kranendonk von der UNSW geleitet.
"Wenn wir besser verstehen können, wie diese Fossilien <stromatolites> hierher gekommen sind - und die nahe gelegenen geologischen Wegweiser, die ihnen den Weg weisen -, sind wir bei der Suche nach Lebenszeichen auf dem Mars umso besser vorbereitet", sagte Ken Farley, Projektwissenschaftler für Mars 2020 im Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer Pressemitteilung.
„Genau wie die Apollo-Astronauten Gebiete von geologischem Interesse auf der Erde besucht haben, bevor sie zum Mond gereist sind, führen die Wissenschaftler von Mars 2020 und ExoMars ihre Due Diligence durch, bevor ihre Missionen die 100-Millionen-plus-Meile [160-Millionen-plus] erreichen -kilometer] Reise zum Roten Planeten “, sagte Mitch Schulte, Mars 2020-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptsitz in Washington. "Martin half ihnen, indem er einen gründlichen und zum Nachdenken anregenden Einblick in die geologischen Merkmale der Pilbara gab."
"Es ist zutiefst befriedigend, dass Australiens alte Felsen und unser wissenschaftliches Know-how einen so bedeutenden Beitrag zu unserer Suche nach außerirdischem Leben und zur Erschließung der Geheimnisse des Mars leisten", sagte Professor Van Kranendonk.
Baumgartner, Kranendonk und andere Wissenschaftler enthüllen Kapitel für Kapitel die Geschichte, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat. Wenn es uns hilft, die gleiche Geschichte auf dem Mars zu enthüllen, wo das Leben möglicherweise Milliarden von Jahren existiert hat, bevor es endgültig ausgelöscht wurde, dann wird es noch mehr ein Eureka-Moment.
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