قدمت زندگی روی زمین

فسیل‌های ۳.۷۷ میلیارد ساله ادعای جدیدی از قدیمی‌ترین شواهد زندگی دارند

زندگی روی زمین ممکن است از اعماق بی نور اقیانوس‌ها به جای دریاهای کم عمق سرچشمه گرفته باشد. در مطالعه جدید، دانشمندان با مطالعه صخره ۳.۷۷ میلیارد ساله فسیل‌های تیوب‌ مانندی شبیه به ساختارهای یافته شده در منافذ هیدروترمال را کشف کردند که رشد جوامع بیولوژیکی را میزبانی می‌کرده است. این ۳۰۰ میلیون سال قدیمی‌تر از بیشتر نشانه‌های باستانی زندگی در حصیرهای میکروبی فسیل شده زمین که استروماتولیت‌ها صدا زده می‌شوند است. استروماتولیت‌ها در دریاهای کم عمق رشد کرده‌اند.

«مولفان مجموعه‌ مشاهده‌های متقاعد کننده‌ای از دلالت بر زندگی را ارائه داده‌اند.» این گفته کارت کانهوزر دانشمند ژئو میکروبیولوژیست دانشگاه آلبرتا در کانادا است که در این مطالعه درگیر نبود. «اما تا کنون، من روشی را نمی‌بینم که با آن بتوان اثبات کرد که زندگی از ۳.۷۷ میلیارد سال پیش آغاز گشته است.»

اینکه چه زمانی برای اولین بار زندگی در زمین آغاز شده است، یک رمز و راز بسیار سخت است که تا کنون هیچ تلاشی نتوانسته آن را بیابد. عمر این سیاره ۴.۴ میلیارد سال است، اما به لطف تکتونیک صفحه‌ای و بازیافت ثابت پوسته زمین تنها تعداد انگشت شماری از سنگ‌های قدیمی‌تر از ۳ میلیارد سال پیش باقی مانده است که یکی از آنها همین سنگ ۳.۷۷ میلیارد ساله تشکیل شده در کمربند گرین‌استون ایسوا گرینلند است. این سنگ‌ها تمایل به پیچ خوردن دارند و از لحاظ شیمیایی توسط دما و فشار تغییر می‌یابند و تشخیص صریح نشانه‌های زندگی را بسیار دشوار می‌سازند.

«این چالشی در صخره‌ها است که آنها را آشفته ساخته است.» این را ابیگل اُلوود زمین شناس آزمایشگاه رانش جت ناسا گفت که درگیر در این مطالعه نبود.

با این وجود، محققان این سنگ‌های باستانی را برای یافتن ساختار یا آثار شیمیایی که هنوز در این سنگ‌ها از بین نرفته جستجو می‌کنند. برای مثال سال گذشته دانشمندان گزارش دادند که کپه‌های مایل به قرمزی در صخره‌های سنگی ۳.۷۷ میلیارد ساله در گرینلند را یافته‌اند که ممکن است نتیجه استروماتولیت‌ها باشند، با این حال تفسیر آنها با شک و تردید همراه بود. بهترین مدرک برای این حصیر جلبکی فسیل شده از صخره سنگی ۳.۴ میلیارد ساله در استرالیا می‌آید. به طور کلی این صخره ۳.۴ میلیارد ساله قوی‌ترین مدرک حیات اولیه روی زمین است.

اما برخی از دانشمندان می‌پندارند که زندگی عمیق‌تر و پیش‌تر در اقیانوس‌ها آغاز گردیده است. در این اقیانوس مدرن زندگی در پیرامون منافذی که از لبه‌های نزدیک گسترش بستر اقیانوس یا ناحیه فرورانش جایی که صفحات تکتونیکی زمین جداگانه و به زحمت به سوی یکدگیر کشیده می‌شوند رواج یافته است. این منافذ آب دریا را که با ماگما درون پوسته اقیانوس، داغ و مملو از مواد معدنی چون سولفید آهن گشته را با شدت فوران می‌کنند. همچنان که آب سرد می‌شود این فلزات ته‌نشین گشته و مخروط‌ها و دودکش‌های بسیار قوی‌ای را تشکیل می‌دهند. اکوسیستم اسرار آمیزی که دارای محیط خشن و بی نور است شامل باکتری‌ها و کرم‌های لوله‌ای غول‌ پیکری است که نیازی به انرژی فتوسنتز ندارند. دانشمندان بیان کردند که چنین جامعه خشنی نه تنها ممکن است اولین جامعه زنده روی زمین باشد بلکه ممکن است نشانه‌‌ای برای زندگی در دیگر سیاره‌ها باشد.

اکنون تیمی از دانشمندان به رهبری ژئوشیمیدانی به نام دومینیک پاپینئو از دانشگاه کالج لندن و دانشجوی دکترایش ماتیو دادد  می‌گویند که شواهد واضحی از زندگی در چنین منفذ‌های باستانی را یافته‌اند. این سر نخ از سنگ‌های باستانی در شمال کبک در کانادا می‌آید که  حداقل ۳.۷۷ میلیارد سال عمر دارد و حتی ممکن است بیش از ۴ میلیارد سال عمر داشته باشد. ماتیو با بررسی تکه نازک‌تر از موی سنگی از این تشکلیات باستانی ویژگی‌های جالبی را یافت. لوله‌های کوچکی که از اکسید آهن تشکیل شده بودند که همینات نام دارند، رشته‌های همینات رشته رشته شده و گاه به قبه بزرگی پایان می‌یافتند.

رشته‌ها و لوه‌های ویژگی‌های رایج فسیل‌های اخیر هستند که به فعالییت باکتری آهن اکسید شده در منافذ هیدرترمال بستر دریا نسبت داده می‌شود. پاپئینو ابتدا در تردید بود. با این حال بیان کرد، «در طی یک سال ماتیو دادد شواهد متقاعد کننده‌ای یافته که مرا متقاعد ساخته است.»

این تیم همچنین کربنات(روزت) را یافت که حلقه‌های هم مرکز کوچکی بودند که حاوی اثری از توده‌های سازنده زندگی از جمله کربن، کلسیم و فسفر بودند. به علاوه گرانول‌های گرد و کوچکی از گرافیت که شکلی از کربن است را یافتند. چنین روزت‌ها و گرانول‌هایی قبلا در سنگ‌هایی با چنین قدمت دیده شده بود، اما اینکه آیا آنها منشا زیستی هستند به شدت مورد بحث است. روزت‌ها می‌توانند از نانو بیولوژیکی مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی باشند، اما پاپینئو می‌گوید روزت‌ها در مطالعه جدید حاوی کانی فسفات کلسیم بودند که به شدت نشان دهنده حضور میکرو ارگانیسم‌ها است. او گفت گرانول‌های گرافیت ممکن ارائه دهنده بخی واکنش زنجیره شیمیایی پیچیده باشد که توسط باکتری‌ها به میان گذاشته شده باشد. روی هم رفته، ساختار و اصل شیمیایی آنها نشان از منشاء زیستی در نزدیکی یک منفذ هیدروترمال زیر دریا دارند. این گزارش که امروز در ژورنال نیچر منتشر شد آنها را در میان قدیمی‌ترین نشانه‌های زندگی روی زمین قرار می‌دهد و بسته به سن واقعی صخره‌ها احتمالا قدیمی‌ترین نشانه‌ها هستند.

پاپینئو می‌گوید، این الزاما به این معنا نیست که زندگی در اعماق اقیانوس‌ها به جای دریاهای کم عمق شکل گرفته است. هم باکتری‌های آهن اکسید شده و سیانو باکتری فتوسنتز که حصیرها را می‌سازند می‌توانند از یک نیا تکامل یافته باشند.

اما محققانی چون کانهوز هنوز به این نتایج تردید دارند. برای مثال، او می‌گوید با مشاهده رشته‌ها و لوله‌های هماتیت می‌توان متوجه شد که آنها شبیه به ساختار مرتبط با باکتری آهن اکسید شده است «البته این بدان معنا نیست که این ساختارهای چند میلیارد ساله سلول‌ها هستند.»

به علاوه وی یادآور شد که اگر لوله‌ها از آهن اکسید شده تشکیل شده باشند  در همان مدت کوتاه پس از پیدایش زمین نیاز به اکسیژن دارند. این دلالت بر آن دارد که باکتری‌های فتوسنتزی آنها را ایجاد کرده‌اند. اما هنوز واضح روشن نیست چگونه اکسیژن‌ در هنگام پیدایش اولیه زمین به اعماق اقیانوس‌های رفته است. از طرف دیگر سیو باکتری‌هایی که سازنده استروماتولیت‌ها هستند اکسیژن را جداگانه مصرف می‌کنند.

آلود می‌گوید «مقاله جدید مورد را دقیق‌تر از قبلی‌ها بررسی کرده است.» بیشتر گزارش‌های قبلی نشانه‌های احتمالی زندگی را قدیمی‌تر از ۳.۵ میلیارد سال اعلام می‌کردند که سوال‌های فراوانی در مورد آن وجود داشت، نه اینکه زندگی وجود نداشت، بلکه اثبات وجود زندگی قبل از صخره‌های ثبت شده سخت بود. «هنوز کمی جای شک وجود دارد.»

دیدگاه‌تان را بنویسید: