Buvo aptikta 3,95 mlrd. Metų gyvenimo pėdsakų • Elena Naimarkas • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Gyvenimo kilmė, geologija

Tikimos gyvenimo pėdsakai yra 3,95 milijardo metų amžiaus

Pav. 1. Indėliai į šiaurę nuo Labradoro Kanadoje (Seglek granitoid blokas), kuriame vienas iš seniausių liekanų žemyninių uolų ir mdsh; amžiaus 3,95 milijardo metų. a – pelitic indėliai, b – kvarcitų konglomeratai, c – karbonatinės uolienos su silicio sluoksnių inkliuzijomis, d – silikatiniai šiferiai. Iš visų šių uolienų buvo išgaunamos organinės molekulės ir grafitas, ištirtos jų savybės. Nuotraukos iš diskusijos straipsnioGamta

Japonijos geologai toliau tyrė seniausias žemyninės plutos liekanas, nustatydami jų amžių 3,95 mlrd. Metų. Iš šių mėginių buvo išskirtos organinės molekulės ir grafito grūdai, kurių metu išmatuotas lengvųjų ir sunkiųjų anglies izotopų santykis. Visais atvejais organinės ir grafito šviesos izotopai pasirodė esąs pastebimai didesni negu susijusiuose karbonato mineraluose. Straipsnio autoriai mano, kad tai rodo anglies izotopų biologinę frakcionaciją, taigi galima teigti, kad gyvybė egzistuoja seniausių laikų ankstyvųjų archeų žemynuose. Grafitų sintezę su aptvertais akmenimis įrodė grafitų kristalizacijos temperatūrų sutapimas ir charakteringų mineralų susidarymo temperatūra, taip pat grafikų atsiradimo sluoksnių specifika.Autoriai mano, kad cheminis frakcionavimas yra mažai tikėtinas, nes nėra reikalingų cheminių reakcijų iš mineralų.

Šiuolaikinio mokslo seniausių gyvenimo pėdsakų paieška laikoma aukščiausiu prioritetu. Tai akivaizdžiai susijusi su gyvenimo planetoje esančia paslaptimi. Čia svarbu ne tik iškelti tikėtinas hipotezes, bet ir rasti faktines medžiagas, vertas dėmesio, ir kaip tai turėtų būti išvystyta. Iki šiol, perspektyviausia šiuo atžvilgiu yra seniausia nuosėdinės uolienos Grenlandijos ir šiaurinės Kanados, kurių amžius yra nustatomas įvairiais metodais, kurių santykinis tikrumo, kaip 3,7-3,95 mlrd metų (žr. T. Komyia et al., 2015 Geologija iš Eoarchean,> 3.95 Ga, Nulliak Supracrustal Rocks Šiaurės geologijos būrys, Šiaurės Labradoras, Kanada: seniausi geologiniai įrodymai plokščių tektonikai).

Šiuose senoviniuose nuosėdų sluoksniuose įvairiais laikais buvo rasti gyvenimo buvimo pėdsakai. Isuos formavimas (3,8 milijardų metų senumo Grenlandijos šiaurėje) sukėlė įtarimą dėl anglies izotopų biologinio frakcionavimo, kuris buvo nustatytas analizuojant grafito grūdus. Anglies izotopų frakcionavimo pėdsakai grafituose taip pat buvo rasti 3,85 milijardų metų amžiaus formavimo sluoksniuose akilijos saloje (Akilia, pietinėje Grenlandijoje), kuri buvo interpretuojama kaip gyvenimo apraiška.Kitas bandymas nustatyti 3,75 milijardų metų Grenlandijos uolų gyvenimo buvimą, pagrįstą anglies izotopų kompozicija, yra susijęs su Nuvvuagittuko formavimosi grafikų (Nuvvuagittuk) tyrinėjimu, kuriame, beje, yra seniausių 4,28 milijardo metų žemynų likučių) .

Kiekvienu iš šių atvejų grafikų sinchronizmas su priimančiosios akmenimis buvo kažkaip ginčijamas. Visi grafitai yra pripažįstami kaip vėlesnis papildymas iš viršutinių sluoksnių, taip pat ir vėlesnių tektoninių įvykių įvedimo rezultatas (žr., Pvz., CM Fedo, MJ Wighthouse, 2002 m. Kvarco-pirokseno roko metrosomatinė kilmė, Akilia, Grenlandija ir pasekmės ankstyvam gyvenimui pasaulyje) . Šiuo atžvilgiu skepticizmas yra gana suprantamas, kuris pridedamas prie kiekvieno naujo pranešimo apie "seniausias senovės gyvenimo pėdsakus".

Neseniai paskelbta apie stromatolito formavimosi atradimą Izu formavimuose šiek tiek sumažino skepticizmo laipsnį (žr. 3,7 milijardo metų senumo gyvenimo pėdsakus – Elementai, 2016 m. Rugsėjo 5 d.). Šių sluoksnių struktūrų morfologija atitinka būdingus stromatolitinių augalų požymius, todėl tai yra visiškai demonstracinė. Tačiau pranešime nenurodyta jokio iškastinio kuro arba ekstraląstelinio formavimo ar anglies izotopų frakcionavimo požymių.Tikriausiai dėl to, kad jie nebuvo aptiktos (jei jie būtų kitokie, jie būtų parašę apie tai pirmame puslapyje). Ir nėra grafito grūdelių.

Žurnalas Gamta suteikia galimybę susipažinti su naujais bandymais įrodyti gyvenimo buvimą seniausiose nuosėdinėse uolienose. Tai vykdo geologai iš Japonijos (iš Tokijo universiteto, Tohoku universiteto ir Kioku universiteto Osake). Jų darbas yra susijęs su seniausiomis Labradoro nuosėdinėmis uolienomis (jaunesnių metamorfinių blokų meta sedeto inkarai). Taigi, kol jie sužinojo, kad yra seniausių (3,95 mlrd. Metų) žemynų judėjimo pėdsakų (žr. Jau minėtą straipsnį T. Komiya ir kt., 2015 m.).

Puikus dalykas! Verta pažvelgti į jį dėl gyvenimo požymių. Mokslininkams buvo išrinkti penkias vietas, kurių amžius siekė 3,8-3,95 mlrd. Metų. Trys iš penkių vietų sudaryta iš pelitic (įskaitant molio) išvaizdos nuosėdinių uolienų kituose kvarcitų konglomeratuose, o pastarajose – silicio inkliuzai karbonato šeimininko sluoksniuose.

Tokiose situacijose ne tik įprastos mineralinės medžiagos – pirolitas, granatas, kvarcas, biotitas, bet ir juodos grafito granulės įvairių formų buvo matomos plonose plonuose skilteliuose, pagamintose kiekvienos iš penkių tirtų vietų akmenyse, taip pat juodos grafito granulės įvairių formų (2 pav.).Šie grafito formavimai buvo siejami su kitomis mineralinėmis dalelėmis: jie buvo intarpų (pavyzdžiui, kvarco arba granato) formoje arba buvo glaudžiai susiję su mineralinėmis dalelėmis. Paprastai grafitas gali būti tiek biogeniškas, tiek chemogeniškas. Pirmuoju atveju ji turėtų turėti daug lengvesnę izotopinę sudėtį, palyginti su kitomis karbonatą turinčiomis mineralinėmis medžiagomis. Būtent tai tyrėjai patikrino. Jie taip pat domino organinių molekulių, išsibarstančių šiose uolienose, izotopinę sudėtį.

Pav. 2 Bendras vaizdas iš plonų skerspjūvių iš dviejų skirtingų seniausių labirintų nuosėdinių uolienų diržų. Skirtingose ​​mineralinėse medžiagose yra plonų dalių: pirolitas (Po), granatas (Grt), kvarcas (Qtz), biotatas (Bt), grafitas (grafitas). Grafitas atrodo kaip juodos spalvos įvairių formų intarpai. Vaizdas iš straipsnio diskusijoje Gamta

3 paveiksle pavaizduoti organinės anglies izotopų sudėties uolienose matavimai. Matricos sklaida pasirodė esanti kitokia ir didžiausia pelitic sluoksnių pavyzdžių. Svarbu, kad izotopiniai santykiai visais atvejais parodė aiškiai padidintą šviesos anglies izotopo dalį 12C organiniuose junginiuose palyginus su karbonatų neorganiniu anglies kiekiu.Taigi yra visiškai įmanoma ir šių organinių molekulių biologinė kilmė.

Pav. 3 Organinės anglies izotopinės sudėties pasiskirstymas įvairiose nuosėdinėse formacijose: karbonatų uolienos (mėlynas), silicio mazgeliai (pilka), pelitic nuosėdos (kuriose yra sluoksnių mineralų, ruda) ir kvarcitų konglomeratai (raudona) Norint atlikti matavimus, organinė anglis išgaunama iš mėginių, kurių santykinis kiekis yra grafito, o grafito grūdai buvo tirti atskirai. Gauti paskirstymai palyginami su organinės anglies izotopine kompozicija iš Isua formavimo. Taip pat apatiniame skydelyje Parodyta teorinė izotopinės pamainos amplitudė įvairiuose medžiagų apykaitos procesuose. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Bet dabar gaunami paskirstymai turi būti lyginami su grafito grūdų duomenimis: į kokią dalį jie pasiskirsto?

Pav. 4 Grafito grūdai iš skirtingų nuosėdinių formavimų. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Pelimų akmenų pavyzdžiams grafito ir organinių molekulių izotopinė sudėtis pasirodė esanti daugiau ar mažiau panaši.Tačiau kvarcitų konglomeratuose šie rodikliai labai skiriasi: grafituose buvo žymiai mažesnės vertės. Šie skaičiai yra tokie: konglomeratuose -10,3 organinės anglies ir -26,1 iki -33,6 grafito grūdų; pelitic mineraluose, -28,2 ‰ organinėms molekulėms ir -19,3 iki -30,8 grafito grūdams. Vėlgi, yra pagrindo įtarti "gyvų jėgų" veiksmą čia.

Dabar, gavę patvirtinimą, kad ir organinės molekulės, ir ypač grafitai turi lengvąją anglies izotopinę kompoziciją, būtina patvirtinti, kad organinės medžiagos ir grafitas yra sinchroniškai su aptvertais akmenimis. Be to, būtų gerai apytiksliai įvertinti grafito amžių.

Dėl to darbų autoriai naudojo gerai žinomus metodus, nes mėginiai buvo tinkami. Pirma, mes įvertinome temperatūrą, kurioje susidarė mineralų rinkinys, kurį jie nustatė akmenyje (ypač, germanių ir biotito santykinė cheminė sudėtis yra geras geotermometras). Vidutiniai apskaičiavimai skyrėsi nuo 585 iki 800 ° C skirtingiems sluoksniams (5 pav.). Taip pat buvo nustatyta grafito kristalizacijos temperatūra atitinkamuose mėginiuose: ji suteikė vidutinę reikšmę 563-650 ° C.

Pav. 5 Temperatūros modeliai, apskaičiuoti pagal kalnakasių mineralų mineralines medžiagas (rožinės juostelės) ir grafitinių grūdų temperatūros vertinimas pelitic akmenimis (yra kitų vietovių duomenų, jie mažiau suderinami tarpusavyje). Rodyklės naudojami tais atvejais, kai neįmanoma pasiekti viršutinės temperatūros ribos – tada grafito vidutinė vertė yra 650 ° C. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Gamta

Taigi, charakteringų mineralų susidarymo temperatūra ir grafito kristalizacija yra apytiksliai panaši keturiose iš penkių vietų. Todėl jie turi būti sinchroniniai.

Grafito amžius negali būti nustatytas tiesiai. Tačiau darbo autoriai, remdamiesi akmenų atsiradimo ypatumais, daro išvadą, kad gali būti neįtrauktas vėlyvas organinės medžiagos įvedimas. Jie taip pat mano, kad yra mažai tikėtina, kad dėl cheminių reakcijų atsirado anglies izotopų frakcionavimas, nes nebuvo aptikta galimų tokių reakcijų substratų ir produktų požymių.

Šio darbo rezultatai daro mums ne taip malonu įsitikinti ankstyvojo gyvenimo įrodymais, bet ir dar kartą galvoti apie tuos metodus ir logines konstrukcijas, kurias galime (ar galime?) Naudoti.Kodėl tose vietose, kur yra morfologiniai bakterinio gyvenimo požymiai, nėra lengvųjų anglies izotopų požymių ir atvirkščiai, kur yra lengvas anglies kiekis, nėra morfologinių struktūrų, rodančių ląstelių gyvenimą? Kodėl autoriai "Isua" palygina savo duomenis su anglies rodikliu, nors dėl jų genezės yra tam tikras skepticizmas? Ir kodėl duomenys apie anglies izotopų pasiskirstymą "Seglek" blokelyje pasirodė esą tokie patys kaip "Isua", pakartoję netgi du pikus, o ne vieną iš šio paskirstymo? Ar tai reiškia, kad geologų kritika apie Isua grafito kilmės hipotezes nėra 100% pateisinama? Arba, ar "Seglek" bloko pagrindimas yra nepakankamai patikimas? Šio darbo autoriai neapsvarsto visų šių klausimų, todėl skaitytojai turės kankinti juos savarankiškai, panaudodami savo žinias ir savo įsitikinimus.

Tačiau bet kuriuo atveju svarbu, kad būtų įtariamo "biologinio parašo" faktinė medžiaga, kurios autentiškumą reikia rimtai aptarti.

Šaltinis: Takayuki Tashiro, Akizumi Ishida, Masako Hori, Motoko Igisu, Mizuho Koike, Pauline Méjean, Naoto Takahata, Yuji Sano, Tsuyoshi Komiya. Ankstyvoji gyvenimo pėdsakai iš 3,95 Ga nuosėdinių uolų Labradoro mieste Kanadoje // Gamta. 2017. DOI: 10.1038 / nature24019.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: