Pradawne mikroorganizmy rzucają sinice na matę
Barberton Makhonjwa to jedna z najstarszych struktur geologicznych na świecie. Tamtejsze skały mają ok. 3,2 mld lat, są zatem skarbnicą informacji o przeszłości. Między innymi o początkach życia na Ziemi.
„To naprawdę szczęście, że są miejsca tak stare jak to” – mówi „Science” Tanja Bosak, geobiolożka z Massachusetts Institute of Technology. Komentuje w ten sposób odkrycie w tych górach (na zdjęciu) najstarszego ekosystemu lądowego, uwięzionego w archipelagu wulkanicznym o nazwie Moodies Group. A konkretnie mat mikrobiologicznych – czyli wielowarstwowych skupisk bakterii i jednokomórkowców zwanych archeonami. Teraz, oczywiście, skamieniałych, ale niegdyś, przed pojawieniem się organizmów wielokomórkowych, dominujących w wilgotnych środowiskach lub pod wodą.
Grupa Moodies wypiętrzała się, kiedy atmosfera ziemska była prawie całkowicie pozbawiona tlenu, a drobnoustroje – na co wskazują skamieliny znalezione w osadach morskich i podpowierzchniowych – żywiły się siarczanami lub posługiwały prymitywną formą fotosyntezy, karmiąc się żelazem. „Mieszkańcy“ mat nie mogli jednak funkcjonować w ten sposób w nasłonecznionych płytkich wodach wokół archipelagu.
Christoph Heubeck, geolog z Uniwersytetu Friedricha Schillera w Jenie, który kieruje projektem Barberton Archaean Surface Environments (BASE), ma na ich temat swoją teorię. Uważa, że były one przodkami sinic – organizmów, które doprowadziły do zwiększenia liczby cząsteczek O2 dziesięć tysięcy razy razy w ciągu 200 mln lat, czego efektem było wymarcie organizmów beztlenowych, ale jednocześnie znaczne przyspieszenie rozwoju życia, jakie znamy obecnie. Tyle że tę tzw. katastrofę tlenową datuje się na czas ok. 800 mln lat późniejszy niż maty z Moodies Group, więc teza Huebecka budzi kontrowersje. Bo jeśli byłaby słuszna, to dlaczego Wielkie Dotlenienie (Great Oxidation Event) nie nastąpiło wcześniej?
Wątpliwości bledną jednak w obliczu wyników badań genetycznych. Informacje zapisane w genomie drobnoustrojów mat wskazują na to, że uczony z Jeny ma rację – stwierdza Patricia Sanchez-Baracaldo, paleobiolożka z University of Bristol. Huebeck zaś ma nadzieję, że pobrane przez niego próbki głębinowe mat mikrobiologicznych dostarczą ostatecznych, jednoznacznych dowodów: geochemicznych śladów produkcji tlenu.
Jedna z próbek zawiera coś, co przypomina stwardniałą glebę, dzięki czemu da się określić skład dawnej atmosfery i zebrać informacje na temat klimatu. W innych znajdują się warstwy piasku i błota naniesionych przez przypływy, a to być może pozwoli na dokładniejsze określenie ówczesnej odległości Księżyca od Ziemi – na razie wiadomo jedynie, że była znacznie mniejsza niż dziś. Prawdopodobnie w próbkach znajdują się także ślady uderzeń piorunów, które produkują tlenek azotu. „Był on potencjalnie głównym składnikiem biosfery w tamtym czasie” – mówi Roger Fu, planetolog z Harvard University.
Techniki stosowane w projekcie BASE mogą być przydatne w badaniach bliźniaczego pod względem wieku rejonu. Niebawem w skamieniałej delcie rzeki nawierty wykonywać i próbki pobierać zacznie łazik Perseverance. Żeby się im przyjrzeć, trzeba je najpierw przetransportować na Ziemię. I tak się stanie, jeśli nadzieje związane z przyszłymi marsjańskimi misjami nie okażą się płonne.