Żelaziste formacje wstęgowe (tzw. BIF-y).

Żelaziste formacje wstęgowe (tzw. BIF-y), w których znaleziono ślady chromu. Pierwiastek ten ma stanowić dowód wczesnego pojawienia się życia na lądach (fot. Mark A. Wilson).

Naukowcy badający początki życia na Ziemi stale cofają wstecz datowania najważniejszych wynalazków ewolucyjnych – pojawienia się pierwszych organizmów, wielokomórkowości, fotosyntezy oraz wielu innych zdarzeń. W ostatnich miesiącach dowiedzieliśmy się, że:

  • bakterie podbijały ląd już 2,5 mld lat temu,
  • a pierwsze organizmy oddychające tlenem pojawiły się w oceanach już wtedy, gdy stanowiły one na pozór tlenową pustynię.

Pierwszego z wymienionych odkryć dokonał Kurt Konhauser z uniwersytetu stanu Alberta (Kanada). Zwrócił on uwagę na zwiększoną koncentrację chromu w tzw. żelazistych formacjach wstęgowych – złożach żelaza wieku prekambryjskiego. Pierwiastek ten debiutuje w formacjach wstęgowych około 2,48 mld lat temu, a zatem 200 mln lat przed pojawieniem się dużych ilości tlenu w oceanach.

Zdaniem Konhausera chrom trafił do mórz i został włączony w skład żelazistych formacji wstęgowych w efekcie wietrzenia pirytu (minerału określanego często mianem złota głupców) na lądach. Proces ten spowodowany jest obecnością tlenu oraz bakterii. A to zdaniem badacza świadczy o obecności organizmów żywych na kontynentach.

Odkrycie jest imponujące, jednak nie należy zapominać, że wietrzenie pirytu stało się powszechne około 2,2 mld lat temu, a zatem 250 mln lat po pojawieniu się chromu w oceanach. Zanik piasków pirytowych (uległy one utlenieniu) na prekambryjskich plażach nie był jednak do tej pory wiązany bezpośrednio z działalnością organizmów żywych, ale raczej z destrukcyjnym wpływem tlenu wyrzucanego do atmosfery przez organizmy produkujące go w wodzie. Do kanadyjskiego odkrycia należy więc podchodzić z rezerwą.

Drugiego ze spostrzeżeń wymienionych na wstępie dokonali badacze z amerykańskiego MIT. Ich zdaniem w prekambryjskich morzach organizmy oddychające tlenem mogły pojawić się bardzo wcześnie – już wtedy, gdy w wodzie znajdowały się jedynie śladowe ilości tego pierwiastka. Życie nie musiało więc czekać na rozpuszczenie tlenu w całej objętości wszechoceanu, co miało miejsce około 2,2 mld lat temu.

Swojego odkrycia naukowcy z MIT dokonali badając współczesne drożdże. Mogą one przetrwać, zadowalając się mikroskopijnymi ilościami tlenu. Dzięki temu takie właśnie organizmy mogły przeżyć już wtedy, gdy życiodajny pierwiastek znajdował się tylko w „tlenowych oazach”, natomiast w większości wód oceanicznych wciąż panowały warunki anaerobowe (beztlenowe).

Spostrzeżenie dokonane na drożdżach nie oznacza oczywiście, że organizmy tlenowe rzeczywiście pojawiły się wcześniej niż zakładamy. Niemniej jednak, znając inne odkrycia eksponujące zdumiewającą ekspansywność życia, można się tego spodziewać.

Źródła:

  • J. R. Waldbauer, D. K. Newman, R. E. Summons, 2011. Microaerobic steroid biosynthesis and the molecular fossil record of Archean life. Proceedings of the National Academy of Sciences 108, 33, 13409-13414, doi:10.1073/pnas.1104160108.
  • Kurt O. Konhauser et al., 2011. Aerobic bacterial pyrite oxidation and acid rock drainage during the Great Oxidation Event. Nature 478, 369–373, doi: 10.1038/nature10511.