Senākās zināmās dzīvības uz Zemes — 3,46 miljardu gadu mikrobu fosilijas
Atklājiet 3,46 miljardu gadu vecas mikrobu fosilijas Rietumaustrālijā — spēcīgs pierādījums senākajai dzīvībai uz Zemes un unikāls ieskats dzīvības izcelsmē.
apskatīt - apspriest - rediģēt
-4500 —
- –
-4000 —
- –
-3500 —
- –
-3000 —
- –
-2500 —
- –
-2000 —
- –
-1500 —
- –
-1000 —
- –
-500 —
- –
0 —
fotosintēze
Daudzšūnu
dzīve
Ziedi
←
Agrākā dzīve
←
Seksuālā vairošanās
←
Agrākie dzīvnieki
P
h
a
n
e
r
o
z
o
i
c
Pongola
Kriogēnu
Andu
Karoo
Kvartārais
Ledus laikmeti
Klikšķināms
(pirms miljoniem gadu)
(Skatīt arī: Cilvēka laika līnija un Dabas laika līnija)
Senākās zināmās dzīvības formas, kas atrastas uz Zemes, ir mikroorganismu fosilijas 3,46 miljardus gadu vecos iežos Rietumaustrālijā. Dzīvības formas kā mikroorganismi, iespējams, ir dzīvojuši daudz agrāk. Agrākais laiks, kad uz Zemes pirmo reizi parādījās dzīvības formas, nav zināms. Šādas dzīvības formas varēja dzīvot jau pirms 4,28 miljardiem gadu, neilgi pēc okeānu veidošanās pirms 4,41 miljarda gadu un neilgi pēc Zemes veidošanās pirms 4,54 miljardiem gadu.
Dzīvības forma jeb dzīvības forma ir dzīvs organisms. Dzīvības formu sugu skaits uz Zemes tiek lēsts no 14 miljoniem līdz pat 1 triljonam sugu. Tiek uzskatīts, ka vairāk nekā 99 % no visām dzīvības formu sugām, kas jebkad ir dzīvojušas uz Zemes, ir izmirušas. Dzīvības formas var atrast visur uz Zemes. Tajā skaitā pazemē, iespējams, vismaz 12 jūdžu dziļumā zem zemes, un okeānu dziļākajās vietās. Dzīvību var atrast vismaz 47 jūdžu augstumā atmosfērā, un izmēģinājumu apstākļos tā izdzīvo arī kosmosa vakuumā.
Viens no pētniekiem apgalvo, ka "mikrobus var atrast visur - [tie] ir ārkārtīgi pielāgojami apstākļiem un izdzīvo visur, kur tie atrodas".
Atklājums un konteksts
Šie 3,46 miljardu gadu vecie atklājumi nāk no ļoti veciem sedimentiem Rietumaustrālijā (Pilbara reģions). Pētnieki ir atraduši mikrostruktūras un ķīmiskas iezīmes, kas atgādina mūsdienu mikroorganismu paliekas, piemēram, mikroskopiskas ķēdes un izliektas formas, kā arī organiskās vielas saglabāšanos smilšakmenī un kvarcā. Šāda veida atradumi dod tiešu liecību par to, ka vienkāršas dzīves formas pastāvēja ļoti agros Zemes vēstures posmos.
Datēšana un pierādījumu interpretācija
Datēšana: senāko iežu vecums parasti nosakāms ar radiometriskajām metodēm (piem., urāna‑svina datēšana cirkonos), kā arī, analizējot apkārtējos slāņus. Tieši droša iežu datēšana ir kritiska, lai noteiktu, cik vecas patiesi ir fosilijas.
Interpretācijas sarežģītība: vairāki atradumi ir pretrunīgi vai diskutabli, jo abiotiķi (nebioloģiski procesi) dažkārt rada struktūras vai ķīmiskas zīmes, kas atgādina dzīvas sistēmas. Tāpēc paleobioloģijā lieto daudzveidīgas analīzes — morfoloģiju (mikroskopiskā struktūra), stabilo izotopu attiecības (piem., oglekļa izotopi), organisko molekulu identifikāciju un iežu mikroskopisku kontekstu —, lai pamatotu bioloģisku izcelsmi.
Kā pētnieki nosaka, ka atradums ir bioloģisks
- Morfoloģiskā analīze: skenējošā elektronmikroskopija un augstas izšķirtspējas attēlveidošana, lai redzētu šūnu formas vai koloniālas struktūras.
- Ķīmiskās pazīmes: organiskās molekulas, hidrokarbons, makromolekulu atliekas un specifiskas biosintētiskas molekulas, kuras parasti neveidojas abiotiķu ceļā.
- Izotopu attiecības: bioloģiskie procesi atstāj raksturīgu oglekļa un citu elementu izotopu parakstu (frakciju), kas liecina par metaboliskiem procesiem.
- Petrogrāfija: fosilijas konteksts iežos — vai struktūras ir saglabājušās vietā, kurās varētu sagaidīt dzīvas kopienas (piem., plātnainās sedimentos vai pie hidroterminēm izvēmēm).
Ko šie atradumi nozīmē dzīvības agrīnajā evolūcijā
Ja 3,46 miljardu gadu vecās fosilijas tiešām ir bioloģiskas, tas liecina, ka dzīvība uz Zemes attīstījās salīdzinoši ātri pēc tam, kad planēta un tās okeāni bija izveidojušies. Tas savukārt norāda uz iespējami plašāku nosacījumu klāstu, kuros dzīvība var rasties, un stiprina ideju, ka vienkārša mikrobu dzīvība var parādīties ātri, ja ir pieejami šķidrie ūdeņi un enerģijas avoti (piem., hidrotermines sistēmas).
Metabolisma veidi: agrajā Zemes vēsturē dominēja ķīmiskas (chemosintēzes) metabolisma formas, kas izmanto ķīmiskas vielas kā enerģijas avotu. Fotosintēze, kas vēlāk ļāva atmosfērai piepildīties ar skābekli, parādījās vēlāk un radīja milzu klimatiskas un bioloģiskas pārmaiņas (piem., Lielā skābekļa krīze pirms ~2,4 miljardiem gadu).
Strīdīgums un alternatīvas interpretācijas
Daļa zinātnieku prasa piesardzību, jo ne visi vecākie "fosiliju" atradumi pārliecinoši atšķiras no abiotu procesu produktiem. Ir gadījumi, kad rūpīgāka analīze ir novirgusi agrākus apgalvojumus vai, gluži pretēji, spēcīgāka analītika ir apstiprinājusi bioloģisku izcelsmi. Tāpat atsevišķi ļoti seni pierādījumi (piem., pie 3,7–4,0 miljardu gadu sliekšņa) ir joprojām diskutabli un prasa papildu pierādījumus.
Nākotnes pētījumi un prasmes
Pētniecība turpinās ar mērķi atrast drošākus un vecākus pierādījumus, izmantojot modernākas analīzes metodes un meklējot labi saglabātos iežu ieguvumus citos reģionos. Turklāt zinātnieki izmanto šos agrīnās dzīvības meklējumus kā paraugu meklējot biozīmes uz citiem ķermeņiem (piem., Marsa ieži), kā arī attīstot instrumentus kosmosa misijām.
Galvenie punkti
- Vecākie drošie mikrofosiļi: 3,46 miljardu gadu mikrobiālās fosilijas Rietumaustrālijā ir starp senākajiem un svarīgākajiem pierādījumiem par agrīno dzīvību uz Zemes.
- Dzīvības rašanās varēja būt ātra: dzīvība, iespējams, parādījās drīz pēc ūdeņu un Zemes stabilizēšanās, taču precīzs laiks nav zināms.
- Pierādījumi ir piesardzīgi jāinterpretē: abiotiķu procesi var radīt līdzīgas struktūras un ķīmiju, tāpēc nepieciešama daudzveidīga un stingra analīze.
Šī tēma ir aktīvs pētījumu lauks, un jaunākie atklājumi vai metožu attīstība var mainīt mūsu izpratni par to, kad un kā uz Zemes parādījās pirmās dzīvības formas.
Agrākās dzīvības formas
Fosiliju liecības ir pamatā lielākajai daļai pētījumu par dzīvības rašanos. Zemes vecums ir aptuveni 4,54 miljardi gadu; labākie pierādījumi par agrīno dzīvību uz Zemes ir vismaz no laika pirms 3,46 miljardiem gadu.
2017. gadā tika ziņots, ka Kvebekā, Kanādā, netālu no hidrotermālajiem avotiem ir atrastas fosilizētu mikroorganismu fosilijas. Tiek uzskatīts, ka šīs fosilijas ir vismaz 3,779 miljonus gadu vecas.
Arī 2017. gadā 3,48 miljardus gadu vecos iežos, kas atrasti Rietumaustrālijā un kas parasti atrodami ap karstajiem avotiem un geizeriem, iespējams, ir atrastas liecības par dzīvību uz sauszemes.
2017. gada novembrī Edinburgas Universitātes pētījumā tika izteikts pieņēmums, ka dzīvība uz Zemes varētu būt radusies no bioloģiskām daļiņām, ko nes kosmosa putekļu plūsmas.
Tomēr biologs Stīvens Blērs Hedžess uzskata: "Ja dzīvība uz Zemes radās salīdzinoši ātri... tad tā varētu būt izplatīta visā Visumā."
Galerija
·
Stromatolītus, iespējams, ir veidojuši mikrobi.
·
Mikrobu atstātie stromatolīti ir viena no senākajām dzīvības fosilijām.
·
Mikrobu un aļģu paklājs, sāļais ezers Baltās jūras piekrastē.
·
Nosēdumu struktūras, ko veidojuši mikrobi okeāna pludmales tuvumā.
·
Mikrobu veidotās struktūras pie Niagāras aizas, Ņujorkas štatā.
Saistītās lapas
- Astrobioloģija
- Ārpuszemes dzīve
- Ekstrēmofilija
- Stromatolīts
- Dzīves laika grafiks
- Pēdējais universālais kopīgais priekštečis
- Vecākie datētie ieži
- Panspermija
Jautājumi un atbildes
J: Kādas ir senākās zināmās dzīvības formas, kas sastopamas uz Zemes?
A: Agrākās zināmās dzīvības formas, kas atrastas uz Zemes, ir mikroorganismu fosilijas 3,46 miljardus gadu vecos iežos Rietumaustrālijā.
J: Kad uz Zemes izveidojās okeāni?
A: Okeāni uz Zemes izveidojās pirms 4,41 miljarda gadu.
Jautājums: Cik ilgi pēc Zemes veidošanās parādījās pirmās dzīvības formas?
A: Dzīvības formas, iespējams, pirmo reizi parādījās jau 4,28 miljardus gadu pēc Zemes veidošanās, kas notika pirms 4,54 miljardiem gadu.
J: Kas ir dzīvības forma?
A: Dzīvības forma jeb dzīvības forma ir dzīvs organisms.
Jautājums: Cik dzīvības formu sugu, domājams, pastāv uz Zemes?
A: Dzīvības formu sugu skaits uz Zemes tiek lēsts no 14 miljoniem līdz pat 1 triljonam sugu.
Jautājums: Cik dzīvības formu sugu, kas jebkad ir dzīvojušas uz Zemes, tiek uzskatītas par izmirušām?
A: Tiek uzskatīts, ka vairāk nekā 99 % no visām dzīvības formām, kas jebkad ir dzīvojušas uz Zemes, ir izmirušas.
J: Kur mēs varam atrast pierādījumus par eksistējošiem un agrāk eksistējušiem organismiem?
A: Dzīvības formas var atrast visur uz Zemes, tostarp pazemē, iespējams, vismaz 12 jūdžu dziļumā zem zemes; okeānu visdziļākajās daļās; vismaz 47 jūdžu augstumā atmosfērā; un izmēģinājumu apstākļos tās izdzīvo pat kosmosa vakuuma apstākļos.
Meklēt