Reklama
Pulsar - wyjątkowy portal naukowy. Pulsar - wyjątkowy portal naukowy. Ilustracja Deena So‘oteh
Środowisko

Wielkie wybuchy życia

Kontrowersyjne dowody sugerują, że złożone formy życia mogły powstać setki milionów lat wcześniej, niż dotąd sądzono – i prawdopodobnie więcej niż raz. [Artykuł także do słuchania]

W swoim laboratorium na Université de Poitiers we Francji Abderrazak El Albani przygląda się uważnie błyszczącej skale, którą trzyma w dłoniach. Dla niewprawnego oka ten okaz to kawałek złotego pieroga zatopionego w niewielkiej płytce czarnego łupku. Dla El Albaniego, który jest geochemikiem, ten element sprawia wrażenie szczątków jakiejś złożonej formy życia, która uległa fosylizacji, gdy – po śmierci organizmu – lśniący piryt zastąpił miękkie tkanki ciała. Problem w tym, że skała ta jest setki milionów lat starsza od najstarszych znanych dotąd skamieniałości zaawansowanego życia. Czy jest to skamieniałość podważająca dotychczasowe ustalenia, czy zwykła bryłka złota głupców, jak określa się nieraz piryt? Pytanie to dręczyło El Albaniego przez ostatnie 17 lat.

W styczniu 2008 roku El Albani, jowialny Francuz z Maroka, badał odsłonięcia czarnych łupków w okolicach miasta Franceville w Gabonie. Warstwy skalne basenu Franceville, leżące pod sawannowymi wzgórzami, miejscami poprzecinane zamulonymi rzekami o brzegach porośniętych dżunglą, liczą sobie nawet 2,14 mld lat. Warstwy te zawierają znaczące ilości manganu, stanowiącego podstawę rozwijających się intensywnie kopalni. Ale El Albani poszukiwał tam bogactw zupełnie innego rodzaju.

Większość skał osadowych z tego okresu jest gruntownie „wypieczona”, przekształcona nie do poznania w wyniku długotrwałego oddziaływania wysokiej temperatury i potężnego ciśnienia. W tych warunkach wapień ulega przekształceniu w marmur, a piaskowiec w kwarcyt. Jednak dzięki przypadkowemu zbiegowi okoliczności skały Franceville zachowały częściowo swój pierwotny charakter, strukturę krystaliczną i skład mineralny. W rezultacie stanowią dziś rzadkie świadectwo z czasów, gdy – wedle paleontologów – atmosfera zawierała znacznie mniej tlenu, a ziemskie środowisko nie sprzyjało istnieniu organizmów wielokomórkowych, jakie dziś nas zewsząd otaczają.

Skały z basenu Franceville w Gabonie wypełnione są lśniącymi kształtami, które można interpretować jako skamieniałości złożonych form życia sprzed ponad 2 mld lat.Abderrazak El Albani/University of PoitiersSkały z basenu Franceville w Gabonie wypełnione są lśniącymi kształtami, które można interpretować jako skamieniałości złożonych form życia sprzed ponad 2 mld lat.

El Albani został zaproszony przez rząd Gabonu do przeprowadzenia badań geologicznych tych pradawnych osadów. Spędził pół dnia, eksplorując warstwę kamieniołomu pięciometrowej miąższości i badając płyty łupków – jakby przewracał kolejne strony książki. Skały były przepełnione lśniącymi bryłkami pirytu, przybierającymi rozmaite, dziwaczne kształty. El Albani nie potrafił zrazu wyjaśnić ich obecności żadnymi znanymi procesami sedymentacyjnymi. Zaintrygowany, zabrał ze sobą kilka próbek do Poitiers. Dwa miesiące później zgromadził fundusze na dalsze badania kamieniołomu we Franceville. Tym razem wrócił do domu z bagażem ponad 200 kg okazów.

W roku 2010 El Albani wraz z zespołem współpracowników wysunął sensacyjną opartą na tych znaleziskach hipotezę: dziwnie wyglądające formy w łupkach z Franceville mogły być skamieniałościami złożonych stworzeń, organizmów zbudowanych z wielu wyspecjalizowanych komórek, które wiodły kolonijne życie na długo przed tym, nim – wedle powszechnej opinii – coś podobnego miało w ogóle się narodzić. Jeśli badacze się nie mylą, tradycyjny pogląd, według którego złożone życie narodziło się około 1,6 mld lat temu, jest błędny. Złożone życie wielokomórkowe nie tylko pojawiłoby się wcześniej, niż sądzono, ale mogło dochodzić do jego powstania wielokrotnie, po czym poźniej rozliczne kataklizmy je niszczyły, aż w końcu wyłoniła się linia znanego nam świata. To teza, którą El Albani wraz z kolegami głoszą konsekwentnie od 15 lat.

Potencjalne implikacje ich twierdzenia są ogromne – mogą zmienić niemal całą historię życia na Ziemi. Są również niezwykle kontrowersyjne. Niemal natychmiast wybitni badacze zaczęli argumentować, że okazy El Albaniego to w rzeczywistości naturalne konkrecje pirytowe, które jedynie wyglądają jak skamieniałości. Wzmianki o skałach z Franceville w literaturze naukowej opatrzone są zazwyczaj określeniami, takimi jak „niepewny” czy „domniemany”.

Chociaż jednak większość ekspertów podchodzi do okazów z Franceville sceptycznie, kilka niedawnych odkryć innych zespołów naukowych podważa dotychczasowe, prostsze teorie dotyczące pochodzenia życia. Wraz z tymi nowymi znaleziskami, lśniąca płytka, którą trzymał w dłoniach El Albani, rodzi kilka bardzo trudnych pytań. W jakich warunkach złożone życie mogło się narodzić? Jak rozpoznać szczątki życia z odległych czasów, kiedy organizmy musiały być zupełnie odmienne od późniejszych. I gdzie leży ciężar dowodu, który mógłby uzasadnić przekonanie, że złożone życie powstało znacznie wcześniej, niż się wydawało – w dodatku więcej niż raz?

Analiza chemiczna okazów z Franceville sugeruje, że są to szczątki organizmów eukariotycznych.Abderrazak El Albani/University of PoitiersAnaliza chemiczna okazów z Franceville sugeruje, że są to szczątki organizmów eukariotycznych.

Według większości źródeł, życie na Ziemi pojawiło się przed około 4 mld lat. Na początku wolny tlen, który podtrzymuje życie większości dzisiejszych gatunków, nie był jeszcze obecny w ziemskiej atmosferze i oceanach. Wśród żywych organizmów niepodzielnie królowały formy jednokomórkowe. W beztlenowych wodach rozprzestrzeniały się żywiące się minerałami wokół kominów hydrotermalnych bakterie. Około 2,5 mld lat temu pojawiły się tzw. sinice, czyli cyjanobakterie, które odżywiały się, korzystając z energii promieni słonecznych. Żyły w matach pokrywających dna mórz, a efektem ich działalności były utwardzane związkami wapnia kamienne kopuły zwane stromatolitami. Zapoczątkowało to wypełnianie wód i atmosfery wolnym tlenem, będącym produktem ubocznym ich aktywności. Transformacja planety stawała się faktem.

Ta przemiana ostatecznie doprowadziła do zagłady pierwszych, unikających tlenu mikroorganizmów zamieszkujących Ziemię. Jednak pośród narastającej tlenowej apokalipsy pojawiło się coś nowego. Przed około 2 mld lat narodził się symbiotyczny związek dwóch grup organizmów jednokomórkowych, z których jeden był zdolny do wykorzystania tlenu, i tak powstały najwcześniejsze eukarionty, o większych komórkach, z jądrem otoczonym błoną, o specyficznej biochemii i – co najważniejsze – zdolnych do łączenia się w większe twory.

W niewyobrażalnie długim okresie między tamtymi wydarzeniami a teraźniejszością, dzięki przypadkowemu, ale jakże szczęśliwemu zbiegowi okoliczności, te wczesne eukarionty zaczęły łączyć się w wyspecjalizowane struktury, tworząc złożone i coraz bardziej skomplikowane organizmy wielokomórkowe jak rośliny, grzyby i zwierzęta.

Naukowcy od dawna starają się zrozumieć, kiedy nastąpiło to przejście od jedno- do wielokomórkowych organizmów. W połowie XIX wieku zauważono, że w zapisie kopalnym doszło w pewnym momencie do swoistego wybuchu różnorodności, co – jak dziś wiemy – zdarzyło się około 540 mln lat temu. W tym okresie, zwanym kambrem, nastąpiła prawdziwa eksplozja wielokomórkowych eukariontów, które pojawiły się nagle, bez zapowiedzi. Ni stąd, ni zowąd morza zapełniły się trylobitami, metrowej długości drapieżnymi stawonogami, a nawet najwcześniejszymi prekursorami kręgowców, a więc tej linii zwierząt, do której sami należymy.

Nie minęło jednak dużo czasu do chwili, gdy naukowcy zaczęli odkrywać starsze ślady organizmów wielokomórkowych, co wskazywało, że złożone życie rozwinęło się już przed kambrem. W roku 1868 pewien geolog zasugerował, że maleńkie, dyskoidalne obiekty z osadów sprzed ponad 500 mln lat na Nowej Fundlandii w Kanadzie to skamieniałości – ale inni badacze uznali, że są to nieorganiczne konkrecje. W pierwszej połowie XX wieku pojawiło się więcej doniesień o odkryciu takich przedkambryjskich skamieniałości. Najsłynniejsze z nich pochodziły z australijskich wzgórz Ediacara, gdzie pracował Reginald Claude Sprigg, który uznał swe znaleziska za meduzy. Pozwoliło to przesunąć początek złożonego życia na co najmniej 600 mln lat temu, na okres nazwany dziś ediakarem.

Ediakar cofnął nieco w czasie okres bujnego rozwoju wielokomórkowego życia, ale i tak pozostała ziejąca luka ponad miliarda lat od najwcześniejszych znanych eukariontów do ich wielkiego rozkwitu w ediakarze. Kontrast między pozornym zastojem ewolucyjnym trwającym przez większość tego okresu a burzliwym okresem, który nastąpił po nim, jest tak wyraźny, że mówi się o nim „najnudniejszy okres w historii Ziemi” lub „nudny miliard”. Ten intrygujący zastój skłonił Susannah Porter, paleontolożkę z University of California w Santa Barbara, do zadania pytań, dlaczego wielokomórkowe eukarionty nie zaczęły się różnicować wcześniej i czekały aż do ediakaru, by potem z taką mocą „eksplodować”.

Najczęściej za to opóźnienie w rozwoju życia naukowcy obwiniali warunki, jakie panowały na Ziemi u zarania jej historii. Przed 635 mln lat, a więc z początkiem ediakaru, warunki te uległy zauważalnej zmianie. W następstwie globalnego zlodowacenia – w okresie tzw. Ziemi śnieżki, kiedy to ogromne czapy lodu spowiły kontynenty i pokryły morza, zmienił się radykalnie zestaw dostępnych składników odżywczych, co miało związek ze wzrostem poziomu tlenu w atmosferze. Dla organizmów eukariotycznych były to bardzo korzystne wydarzenia, co skutkowało szybkim różnicowaniem; w pierwszym etapie powstały bardziej pasywne, osiadłe zwierzęta ediakarańskie, później znacznie bardziej aktywna fauna kambryjska, złożona zarówno z form roślino- (a może raczej glono-) żernych, jak i drapieżnych. To często powielany i akceptowany przez wielu naukowców scenariusz wyjaśniający zjawisko Wielkiego Wybuchu życia. Zdaniem Porter może on być, przynajmniej w części, prawdziwy. Gdyby jednak o to samo zapytać El Albaniego, powiedziałby, że historia była nieporównanie bardziej złożona.

Dorastając w marrakeszu, El Albani nie interesował się geologią; bardziej pociągały go piłka nożna i medycyna. Zainteresowanie naukami o Ziemi poczuł późno, w wieku około 20 lat, początkowo głównie dlatego, że pozwalało mu to spędzać czas na świeżym powietrzu. Z czasem przyszła prawdziwa miłość, wynikająca po części z rodzinnych uwarunkowań. Podobnie bowiem jak jego ojciec, policjant, El Albani lubi prowadzić dochodzenia pozwalające dzięki rozważeniu wszelkich możliwych dowodów ustalić, co mogło się wydarzyć w odległej przeszłości.

Krytycy twierdzą, że formy widoczne w skałach z Franceville to jedynie konkrecje mineralne, a nie skamieniałości złożonych organizmów eukariotycznych.Abderrazak El Albani/University of PoitiersKrytycy twierdzą, że formy widoczne w skałach z Franceville to jedynie konkrecje mineralne, a nie skamieniałości złożonych organizmów eukariotycznych.

W przypadku pradawnych „skamieniałości” z Gabonu pierwszy dowód dotyczy niezwykłej geologii formacji z Franceville. W przeciwieństwie do większości skał osadowych uformowanych przed 2 mld lat – głęboko pogrzebanych i zmetamorfizowanych pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia – warstwy z Franceville wypełniają basen zbudowany ze znacznie twardszych skał, co zapobiegło ich transformacji. Rezultat: łupki zdolne do zachowania zarówno śladów biologicznego pochodzenia, jak i zbliżonych do pierwotnych substancji chemicznych i minerałów obecnych w osadach morskich. „Daje nam to możliwość faktycznej rekonstrukcji środowiska, które istniało w przeszłości, w skali niespotykanej nigdzie indziej dla tego okresu” – mówi Ernest Chi Fru, biogeochemik z Cardiff University of Wales, który współpracował z El Albanim w badaniach materiału z Franceville. Dla wszystkich, którzy poszukiwaliby skamieniałości stosunkowo dużych, miękkich organizmów wielokomórkowych z tego czasu, skały z Franceville stanowią idealny materiał do badań.

Zespół El Albaniego zgromadził sporo takich okazów. Ich kolekcja mieści się w trzech wąskich pomieszczeniach w budynku wydziału geologii na Université de Poitiers. Ponad 6 tys. okazów, zebranych z jednego pięciometrowej miąższości stanowiska w Gabonie, znalazło schronienie na drewnianych półkach i stołach oraz w szklanych gablotach, a czarne płyty łupków tworzą żywy kontrast z białymi ścianami. El Albani nie może się doczekać, żeby się nimi pochwalić. Wyciąga płytę za płytą, a zanim skończy opowiadać o jednej, już rozprasza go następna. Tutaj przypominające zmarszczki plażowe pozostałości mat bakteryjnych. Tam dalej spirytyzowane okazy przypominające pierogi, które w 2010 roku trafiły na okładkę „Nature”. Gdzie indziej rurkowate formy podobne do lekarskich stetoskopów czy swoiste sznury pereł o długości wielu centymetrów. Zdarzają się również dziwne, robakowate kształty, które zespół El Albaniego interpretuje jako ślady poruszania się jakichś organizmów. I są też enigmatyczne, odciśnięte w osadzie, niespirytyzowane, kuliste twory przypominające płaskie jeżowce („dolary piaskowe”) o średnicy od jednego do kilku centymetrów.

„Et voilà – mówi El Albani, wskazując kolejne okazy. – Widzisz? To zupełnie co innego”. Ogromna różnorodność form sprawia, że zawsze dziwi go, iż ludzie, patrząc na nie, mogą myśleć, że to nie są skamieniałości. W jego laboratorium prowadzi się prace mające znaleźć sposoby na potwierdzenie ich tożsamości.

Jednym z nich, nad którym trwają badania w laboratorium El Albaniego, jest analiza składu chemicznego okazów. Organizmy eukariotyczne mają tendencję do pobierania z otoczenia lżejszych form różnych izotopów, na przykład takich pierwiastków, jak cynk. Badając odciski „dolarów piaskowych”, zespół odkrył w roku 2023, że zawarte w nich izotopy cynku należały głównie do lżejszych form, co sugeruje, że mogły być dziełem eukariontów. (Niezależny zespół przeprowadził podobne badanie jednego ze spirytyzowanych okazów i doszedł do podobnych wniosków).

Na początku tego roku doktorantka El Albaniego, Anna El Khoury, znalazła kolejny, potencjalny sygnał chemiczny wskazujący na aktywność żywych organizmów przy powstaniu spornych skał. Organizmy żyjące w obszarach o dużej zawartości arsenu czasami absorbują ten trujący pierwiastek zamiast takich ważnych składników odżywczych, jak fosforany. Choć w konkrecjach z Franceville zawartość arsenu nie wykazuje nigdzie przejawów koncentracji, to w domniemanych okazach o organicznym pochodzeniu badanych przez El Khoury obserwuje się podwyższone stężenie tego toksycznego pierwiastka tylko w niektórych częściach okazów, co jest zrozumiale przy założeniu, że organizm usiłował go izolować od bardziej wrażliwych tkanek.

El Albani i jego współpracownicy uważają jednak za najbardziej wymowne warunki środowiskowe, które – jak obecnie wiadomo – panowały w momencie powstania domniemanych skamieniałości. Osady tworzące warstwy z Franceville najprawdopodobniej powstały w obrębie swego rodzaju morza śródlądowego. Skały noszą ślady intensywnego podwodnego wulkanizmu i aktywności kominów hydrotermalnych, które funkcjonowały na długo przed pojawieniem się pierwszych skamieniałości. W wyniku tych procesów zbiornik wzbogacił się w takie substancje odżywcze, jak fosfor i cynk, które są kluczowe dla procesów chemicznych zachodzących w żywych komórkach.

Co ciekawe, próbki z Franceville, podobnie jak skamieniałości z ediakaru, pochodzą z czasów po okresie wielkich epok lodowych: w tym przypadku po zlodowaceniu hurońskim, podczas którego gwałtowny wzrost poziomu tlenu i towarzyszące temu ograniczenie efektu cieplarnianego sprzed 2,4–2,1 mld lat, uwolniły z biegunów potężne masy lodu. Według niektórych, ten gwałtowny wzrost poziomu tlenu mógł osiągnąć wartość zbliżoną do tego z ediakaru. Innymi słowy, te same warunki środowiskowe, które prawdopodobnie umożliwiły rozkwit złożonego życia w okresie ediakaru, panowały również znacznie wcześniej i mogły przygotować grunt pod pojawienie się zagadkowych żywych form z Franceville.

Wystarczy porozmawiać z kimś z zespołu El Albaniego o Franceville, a odmalują sugestywny obraz obcego świata. Pradawne linie brzegowe ciągną się pod zadumanymi wznoszącymi się w dali górami, a w pustej przestrzeni słychać tylko podmuchy wiatru i szum fal. Osady na dnie pokrywają gęste maty bakterii. Zaledwie 20 m od brzegu, pod wodami przesyconymi substancjami odżywczymi i ciężkimi metalami, wyrastają pośród tych dennych kobierców kolonie kulistych i rurkowatych organizmów. Powyżej, w bogatej w tlen kolumnie wody, dryfują miękkie stworzenia podobne do meduz, od czasu do czasu zanurzając się w mule. Poniżej, w kleistym osadzie, niewidoczne „robaki” przekopują korytarze, pozostawiając po sobie spiralne ślady utrwalone za pomocą śluzu.

Czym były te osobliwe formy życia? Raczej trudno by było je nazwać roślinami lub zwierzętami w naszym rozumieniu tych słów. Sądząc z rozmiarów, kształtów i geochemicznych śladów tych domniemanych skamieniałości, El Albani uważa, że mogły należeć do jakiejś linii kolonialnych eukariontów, być może przypominających śluzowce, które niezależnie wkroczyły do wielokomórkowego świata i osiągnęły pokaźne rozmiary. Mogły być jakimś wczesnym odgałęzieniem z pnia eukariontów, całkowicie niezależnym od późniejszej o ponad miliard lat gałęzi ediakarańskich stworzeń.

Rozkwit istot z Franceville utrzymywał się przez jakiś czas, ale nie trwało to długo. Po kilku tysiącleciach znów uaktywnił się podwodny wulkanizm, a poziom tlenu gwałtownie się obniżył. Musiał minąć miliard lat, zanim kolejne globalne zlodowacenie i kolejny pik tlenowy dały wielokomórkowym eukariontom następną szansę…

Ta historia stawia pod znakiem zapytania dziesięciolecia rozważań nad powstaniem złożonego życia. Wedle zespołu El Albaniego historia życia na Ziemi to nie eony bezruchu i stagnacji, nie mozolny, powolny proces zakończony pojawieniem się złożonych organizmów, jako jedynej i w gruncie rzeczy przypadkowej innowacji. „Według mnie [materiał z Franceville] pokazuje, że złożona wielokomórkowość mogła narodzić się co najmniej dwukrotnie w historii” – mówi Chi Fru. A jeśli tak dawne złożone organizmy mogły pojawić się tak szybko w odpowiednich warunkach, to kto wie, gdzie jeszcze w skałach Ziemi – lub na innej planecie – możemy znaleźć oznaki kolejnego takiego zdarzenia? „Jeśli” to oczywiście tutaj kluczowe słowo.

Ewolucja życia na Ziemi
Powszechnie uważa się, że złożone życie wielokomórkowe pojawiło się i zróżnicowało dopiero w okresie ediakaru. Coraz więcej dowodów świadczy jednak, że takie organizmy mogły powstać setki milionów lat wcześniej, w rzekomo „nudnym” proterozoiku.Ilustracja Jen ChristiansenEwolucja życia na Ziemi Powszechnie uważa się, że złożone życie wielokomórkowe pojawiło się i zróżnicowało dopiero w okresie ediakaru. Coraz więcej dowodów świadczy jednak, że takie organizmy mogły powstać setki milionów lat wcześniej, w rzekomo „nudnym” proterozoiku.

Krytycy koncepcji „skamieniałości” z Franceville – a jest ich wielu – wskazują na słabości podobnych hipotez, mówi Leigh Anne Riedman, paleontolożka z University of California w Santa Barbara. Po pierwsze, dziwaczne kształty tych struktur wykazują znacznie większe zróżnicowanie niż w przypadku powszechnie akceptowanych form wczesnych wielokomórkowców, a ich amorficzne, bezkształtne cechy z trudem dają się pogodzić z biologicznym pochodzeniem.

Pirytyzacja to proces, który również może prowadzić do nieporozumień. Kolonie bakterii żyjące w środowiskach ubogich w tlen często osadzają piryt jako produkt uboczny swojej aktywności. Choć nierzadko takie kolonie potrafią wytworzyć lśniącą otoczkę wokół materiału biologicznego, konkrecje mineralne mogą również rozwijać się samoistnie, przybierając fałszywie biologiczny wygląd bez udziału żywych organizmów. Krytycy domniemanych stworzeń z Franceville wskazują na dobrze znane przypadki pirytowych „słońc” lub „kwiatów”, przypominających skamieniałości mineralnych skupisk, które czasem pojawiają się w osadach bogatych w prawdziwe skamieniałości. Shuhai Xiao, paleontolog z Virginia Tech i specjalista od prekambru, zauważa, że materiał z Franceville przypomina podobnie wyglądające nieorganiczne struktury z Michigan, datowane na 1,1 mld lat.

Nawet naukowcy bardziej przychylni hipotezie, że okazy El Albaniego to skamieniałości, skłaniają się raczej do wniosku, że spirytyzowane okazy to prawdopodobnie jedynie pozostałości mat bakteryjnych, a nie złożonych form życia. Niezależna radiacja kolonialnych eukariontów z tak dawnych skał? Trudno w to uwierzyć. „Nie mam nic przeciwko istnieniu oaz tlenowych i istnieniu pewnych grup, które rozmnażały się w tych okresach i w takich warunkach” – mówi Riedman. Ale pomysł, że osiągnęłyby tak wielkie rozmiary – to różnica skali, jak między człowiekiem a lotniskowcem – i to tylko w jednym miejscu, gdyż gdzie indziej nic takiego nie znajdujemy, nie bardzo jej się podoba. „To po prostu wydaje się nieco naciągane”.

Brak dowodów nie jest jednak dowodem braku. W przypadku proterozoicznego zapisu kopalnego brak innych przejawów złożonego życia równie starych, jak te z Franceville, może wynikać z niedostatecznego przebadania tak starych skał. Innymi słowy, pozorna monotonia odległej przeszłości może być iluzją – może chodzić nie tyle o „nudny miliard”, ile – jak to ujmuje Porter – „o ledwie zbadany miliard”.

Monotonia, słowo tak często używane w odniesieniu do proterozoiku, była samospełniającą się przepowiednią, mówi Riedman. W końcu kto chciałby poświęcać czas i skromne fundusze na okres, w którym tak mało się działo? „Ta nazwa, do diabla z nią – mówi Riedman o nudnym miliardzie. – Musimy z tym skończyć. Raz na zawsze”.

Najnowsze odkrycia mogą pomóc proterozoikowi w odzyskaniu dobrej reputacji – i rzucić więcej światła na skały z Franceville. Zaledwie w zeszłym roku Lanyun Miao z Instytutu Geologii i Paleontologii Chińskiej Akademii Nauk w Nankinie wraz z kolegami ogłosiła, że odkryła najstarsze, bezspornie wielokomórkowe eukarionty w liczących 1,6 mld lat skałach w północnych Chinach. Są to skamieniałe ślady drobnych, nitkowatych organizmów. Daleko im co prawda od dużych i rozbudowanych wielokomórkowców, ale pokazują one, że prostsze formy życia wielokomórkowego istniały na Ziemi pół miliarda lat wcześniej, niż dotąd zakładano.

Pojawiły się uzasadnione przesłanki, by sądzić, że korzenie drzewa rodowego eukariontów mogą sięgać znacznie głębiej, niż się sądzi. Z analizy sekwencji genetycznych i skamieniałości wynika, że najwcześniejszy wspólny przodek wszystkich żyjących dziś eukariontów mógł istnieć na Ziemi już 1,9 mld lat temu.

Z kolei sama złożona wielokomórkowość może rozwijać się zaskakująco szybko. W intrygującym doświadczeniu, którego wyniki opublikowano kilka lat temu, zespół naukowców z Georgia Institute of Technology wykazał, że w ciągu zaledwie dwóch lat można doprowadzić do połączenia jednokomórkowych eukariontów – w tym przypadku drożdży – w formy wielokomórkowe widoczne gołym okiem. Te odkrycia, wraz z rosnącą liczbą skamieniałości, stanowią dla niektórych badaczy podstawę dla twierdzenia, że historia wielokomórkowych eukariontów sięga korzeniami znacznie głębiej, niż się powszechnie uważa.

Problem w tym, że trudno znaleźć jednoznaczne potwierdzenie takich poglądów w materiale kopalnym. Brooke Johnson, paleontolog z Université de Liège w Belgii, odwiedził wraz z kolegami odsłonięcia ediakarańskie w Wielkiej Brytanii i odnalezienie wyraźnych skamieniałości, których istnienie w tych skałach nie budziło wątpliwości, okazało się bardzo trudne.

Jeszcze bardziej skomplikowane jest rozpoznanie w skałach nieznanych struktur. Naukowcy podchodzą z wielką ostrożnością do takich znalezisk z obawy przed nadinterpretacją jakichś nieokreślonych kształtów lub zarysów w skałach. Obawa przed kompromitacją – zyskaniem opinii badacza trzymającego się kurczowo swoich poglądów i niemającego odwagi poddać ich weryfikacji w obawie, że okażą się błędne – wisi nad każdym. „Bardzo łatwo dać się zwieść i uwierzyć, że widzi się coś, czego w istocie nie ma, dostrzec w nieokreślonych kształtach znajome” – mówi Johnson.

Pewnego wiosennego poranka w 2023 roku, podczas pracy nad setkami próbek skał liczących ponad miliard lat, pochodzących z rdzeni wiertniczych w Australii, Johnson spojrzał na jedną z nich w chwili, kiedy znalazła się w smudze światła słonecznego przebijającego się przez żaluzję. W świetle padającym pod niskim kątem Johnson dostrzegł na powierzchni kamienia niedostrzeżone do tej pory struktury, podobne do maleńkich łańcuszków. Dokładna ponowna analiza wielu rdzeni, które nie zwróciły uwagi wcześniejszych badaczy, wykazała, że struktury te występowały powszechnie na licznych próbkach.

Johnson wypowiada się o tych strukturach ostrożnie i jeszcze formalnie nie opublikował, co w związku z nimi odkrył. Uważa jednak, że mogą to być swoiste kolonijne eukarionty o rozmiarach znacznie większych niż mikroskopijne okazy znane z innych stanowisk w zapisie kopalnym.

Fakt, że Johnson zauważył struktury w próbkach rdzeni tylko przez przypadek, zachwiał jego początkowym sceptycyzmem wobec prac El Albaniego. „Być może coś takiego jak te dziwne struktury z Franceville znaleziono już wcześniej w innych skałach, ale zostały zignorowane – mówi. – Może trzeba było na nie spojrzeć pod odpowiednim kątem”.

Praca z takim materiałem, jak okazy z Franceville, wymaga próby zrozumienia czasów, gdy Ziemia nie przypominała zupełnie świata, który znamy dzisiaj, mówi Porter. Znaczna część historii życia wielokomórkowego rozgrywała się na całkiem obcej nam w gruncie rzeczy planecie, na której warunki środowiskowe w niewielkim stopniu przypominały te panujące przez ostatnich 600 mln lat. Wciąż bardzo niewiele wiemy o tym, jak te warunki wpływały na istniejące wówczas życie. Im dalej cofamy się w czasie, tym bardziej prawdopodobne jest, że rozpoznanie w skałach jakichkolwiek skamieniałości będzie trudniejsze, nie mówiąc już o ich taksonomicznej klasyfikacji.

W tej sytuacji istnieje zrozumiała pokusa, by wszelkie struktury, które jedynie przypominają skamieniałości, uznać za mineralne konkrecje lub efekt jakiegoś innego procesu abiotycznego i nie widzieć w nich niczego, co ma związek z życiem. „Wyobrażam sobie, że prawdopodobnie są sfrustrowani [i myślą]: »Dlaczego jeszcze nikt się tym nie ekscytuje i nie idzie naszym śladem?« – mówi Riedman o El Albanim i jego współpracownikach. – A my po prostu utknęliśmy na pierwszym etapie. Część biogeniczna jest jeszcze przed nami”.

„Nie wiem, co jeszcze musimy pokazać, żeby udowodnić, żeby przekonać” – mówi El Albani z miną, która wyraża irytację. Siedzi w swoim biurze pod plakatem z okładką wydania „Science” z czerwca 2024 roku, w którym wraz z zespołem opublikował odkrycie pięknej skamieniałości trylobita. „Z trylobitami nie ma problemu” – zauważa melancholijnie. El Albani z natury nie jest typem rewolucjonisty, nie spieszy się z podawaniem nazwisk. Jednak gdy mówi o gabońskich okazach, wyraźnie widać frustrację i chęć, by wreszcie skończyć z tą niepewnością.

W ostatecznym rozrachunku to nie kwestia wiary, ale argumentów – mówi El Albani. Jeśli jego krytycy uważają, że gabońskie okazy to konkrecje, powinni spróbować to udowodnić, a nie po prostu twierdzić, że mają rację. Jeśli nie zgadzają się, że skały zawierają skamieniałości eukariontów, nic nie stoi na przeszkodzie, by poddać te okazy własnym analizom. Jest przekonany, że nikt dotąd nie opublikował żadnych badań, które podważałyby jego wnioski i uwzględniały wszystkie zebrane przez niego dowody. „Jeśli będę twierdzić, że twój iPhone to Samsung – mówi, wskazując na mój telefon – powinienem wyjaśnić, dlaczego tak uważam!”

Porter jest tego samego zdania. Nie jest wprawdzie przekonana, co do argumentów zespołu El Albaniego, że okazy z Franceville reprezentują odrębną, niezależną linię kolonialnych organizmów eukariotycznych, które bardzo szybko powstały i równie szybko zniknęły. Ale nigdy nie dała się też przekonać, że wszystkie to konkrecje mineralne. Jeśli są to konkrecje, to trzeba to jednoznacznie udowodnić – mówi. W końcu, gdyby to się udało, wnieślibyśmy istotny wkład do paleontologii w kwestii tego, jak powstają pseudoskamieniałości. Samo odrzucenie w niczym nie posuwa nas naprzód. Nie chcemy zniechęcać ludzi do publikacji tych dziwnych i trudnych do zrozumienia struktur, mówi Porter.

„Jeśli się mylą, to w porządku” – to Porter o El Albanim i jego współpracownikach. Niech wszyscy wysuwają własne hipotezy i niech rozstrzygają o ich prawdziwości dowody z zapisu kopalnego. Ostatecznie „prawdopodobnie nikt z nas nie będzie miał w pełni racji”.

Siedemnaście lat po tym, jak El Albani po raz pierwszy zbadał lśniącą plamę w gabońskich łupkach, jego laboratorium wciąż pracuje pełną parą. Stale są nowe okazy do opracowania, nowe koncepcje do analizy, dysertacje do ukończenia. Cały zespół pracuje też nad porównywaniem okazów z różnych skał z Franceville z okazami i osadami kambryjskimi i prekambryjskimi, a także nad porównaniem składu chemicznego okazów gabońskich i skamieniałości z ediakaru i łupków z Burgess.

Trwają też próby odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób można precyzyjnie odróżnić chemicznymi metodami okazy o biologicznym i abiotycznym pochodzeniu. Ich odkrycia mogłyby też w przyszłości zostać wykorzystane do oceny próbek skał z innych planet. W roku 2020 naukowcy poinformowali, że łazik „Curiosity”, należący do NASA Mars Science Laboratory, sfotografował na dnie dawnego jeziora milimetrowej wielkości patykowate struktury, które przypominały skamieniałości pozostawione przez drążące korytarze organizmy na Ziemi. Dotychczas nie zdołano obalić wyjaśnień ich abiotycznego pochodzenia. Gdyby jednak udało się opracować wiarygodny model pozwalający na podstawie chemicznych sygnatur odróżnić struktury biologiczne od niezwiązanych z życiem, „można by go zastosować w odniesieniu do Marsa lub innych planet, analizując osad” – mówi El Albani.

Każdego roku El Albani i jego zespół udają się do Gabonu, żeby pogrzebać trochę w tych czarnych łupkach, które tak bardzo wpłynęły na ich życie. Przeglądają tam warstwa po warstwie rozpadające się płyty, wypatrując świecących bryłek pirytu lub delikatnych, kulistych śladów odciśniętych w skamieniałym mule. Czasami El Albani transmituje na żywo filmiki ze swych wypraw francuskim uczniom, wyjaśniając im, że rewolucja komórkowa, której zawdzięczają istnienie, sięga daleko w mroki prehistorii. Czasami widać, jak schyla się, by zbadać jakąś błyszczącą formę w skale. To pewnie jest COŚ. Pytanie, jak zawsze, brzmi: co?

Świat Nauki 12.2025 (300412) z dnia 01.12.2025; Ewolucja; s. 28
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną