Seniausios žinomos gyvybės formos Žemėje: kas tai yra ir kada atsirado

Atraskite seniausias Žemės gyvybės formas: 3,46 mlrd. m. mikroorganizmų fosilijos, galimos ištakos prieš 4,28–4,54 mlrd. metų ir jų įtaka evoliucijai.

Ankstyviausios žinomos gyvybės formos, rastos Žemėje, yra mikroorganizmų fosilijos 3,46 mlrd. metų senumo uolienose Vakarų Australijoje. Gyvybės formos, kaip ir mikroorganizmai, galėjo gyventi daug anksčiau. Anksčiausiai Žemėje atsiradusių gyvybės formų laikas nežinomas. Tokios gyvybės formos galėjo gyventi jau prieš 4,28 mlrd. metų, netrukus po to, kai prieš 4,41 mlrd. metų susiformavo vandenynai, ir netrukus po to, kai prieš 4,54 mlrd. metų susiformavo Žemė.

Gyvybės forma - tai gyvas organizmas. Apytikriais skaičiavimais, Žemėje esančių gyvybės formų rūšių skaičius svyruoja nuo 14 milijonų iki 1 trilijono rūšių. Manoma, kad daugiau kaip 99 % visų Žemėje kada nors gyvenusių gyvybės formų rūšių yra išnykusios. Gyvybės formų galima rasti visur Žemėje. Tai apima ir požemį, galbūt bent 12 mylių gylyje po žeme, ir giliausias vandenynų vietas. Gyvybės formų galima rasti bent 47 mylių aukštyje atmosferoje, o bandymų sąlygomis ji išgyvena ir kosmoso vakuume.

Pasak vieno tyrėjo, "mikrobų galima rasti visur - jie labai lengvai prisitaiko prie sąlygų ir išgyvena visur, kur tik yra".

Kur ir kokie yra seniausi įrodymai

Seniausi tiesioginiai įrodymai — mikrofosilijos ir stromatolitai — randami Archeano laikotarpio uolienose. Pavyzdžiui, minėtos 3,46 mlrd. metų senumo fosilijos Vakarų Australijoje (Apex chert / Strelley Pool) laikomos vienais patikimiausių ankstyvos gyvybės pėdsakų. Be to, yra geocheminių signalų (anglies izotopų δ13C anomalijų) 3,7 mlrd. metų Isua uolienose Grenlandijoje, kurie gali rodyti organinį anglies šaltinį.

Dar anksčiau paskelbti radiniai iš Nuvvuagittuq (Šiaurės Kanada) geležies formacijos buvo interpretuoti kaip ~4,28 mlrd. metų senumo potencialūs mikrobiologiniai pėdsakai; šie rezultatai yra prieštaringi ir ginčijami dėl uolienų metamorfizmo ir alternatyvių abiogeninių paaiškinimų. Taigi dalis seniausių praneštų įrodymų tebėra diskusijų objektas.

Kaip mokslininkai nustato amžių ir gyvybės kilmę

• Radiometriniai metodai (pvz., U-Pb zirkonuose) leidžia datuoti uolienas ir nustatyti, kada galėjo egzistuoti vandenynai ir kieta žemės pluta. Būtent zirkonų analizė parodė, kad vanduo galėjo egzistuoti apie prieš 4,41 mlrd. metų (ankstyvieji vandenynai).
• Fosilijų ir struktūrų analizė – mikrofosilijos ir stromatolitai vertinami pagal formą, mikrostuktūras ir kontekstą uolienose.
• Geocheminiai signalai – organinės medžiagos izotopinės savybės (pvz., δ13C) gali rodyti biologinę anglies frakcionaciją, tačiau reikia atsižvelgti į metamorfizmo poveikį.
• Mineraloginių ir cheminių pėdsakų patikrinimas – kai kurios cheminės sąlygos (pvz., specifiniai sideritų, grafito ar baltymų skilimo produktai) gali padėti atskirti biologinius nuo abiogeninių procesų.

Ką reiškia ankstyva gyvybė Žemėje

Jei gyvybė atsirado labai anksti (per kelias šimtus milijonų metų po Žemės susiformavimo), tai rodo, kad abiogenezė galėjo vykti santykinai greitai, kai tik susiformavo tinkamos sąlygos. Tai turi implikacijų ieškant gyvybės kitose planetose: jeigu gyvenimas gali atsirasti greitai ir prisitaikyti prie įvairių aplinkų, jis gali būti plačiau paplitęs Visatoje.

Galimos gyvybės kilmės aplinkos

Mokslininkai siūlo kelias hipotezes, kur galėjo atsirasti pirmosios gyvybės formos:

• Hidroterminiai vėjavai giliuose vandenynuose (karšti šaltiniai), kur gausu energijos ir neorganinių cheminių junginių.
• Sezoniniai seklių vandenų baseinai („šilti mažieji baseinai“), kuriuose koncentracija ir kaitaliojimas galėjo skatinti kompleksinių molekulių susidarymą.
• Kiti lokalūs nišai, pvz., karštųjų šaltinių burnos arba mineralinių paviršių katalizė.

Neapibrėžtumas ir tolimesni tyrimai

Reikšmingas iššūkis — atskirti tikrai biologinius pėdsakus nuo procesų, kurie gali abiogeniškai sukurti panašias struktūras ar izotopines anomalijas. Todėl kiekvienas ankstyvas radinys vertinamas labai kritiškai, o naujos analizės (mikroskopija, izotopų studijos, geochronologija) ir nauji radiniai gali pakeisti dabartinius interpretavimus.

Išvados

Trumpai:

• Patikimiausi tiesioginiai įrodymai rodo gyvybę mažiausiai prieš ~3,46 mlrd. metų (Vakarų Australija), o geocheminiai signalai ir kai kurie ginčytini radiniai leidžia galvoti apie dar senesnę gyvybę (iki ~3,7–4,28 mlrd. metų).
• Ankstyva gyvybė rodo didelį organizmų atsparumą ir gebėjimą prisitaikyti, todėl mikroorganizmai randami praktiškai visur — nuo žemės gelmių iki aukštos atmosferos ar net kosmoso bandymų sąlygomis.
• Tolimesni tyrimai ir nauji radiniai bus būtini, kad galutinai nustatytume, kada ir kaip tiksliai atsirado gyvybė Žemėje.

Jeigu domina išsamiau, galima nagrinėti konkrečius radinius (pvz., Vakarų Australijos pelkęs, Isua ar Nuvvuagittuq publikacijas) ir naujausius geochronologijos tyrimus.

Klausimai ir atsakymai

K: Kokios yra ankstyviausios žinomos gyvybės formos, rastos Žemėje?

K: Kada Žemėje susiformavo vandenynai?

K: Kiek laiko po Žemės susiformavimo atsirado pirmosios gyvybės formos?

K: Kas yra gyvybės forma?

K: Kiek gyvybės formų rūšių, manoma, egzistuoja Žemėje?

K: Kiek gyvybės formų rūšių, kada nors gyvenusių Žemėje, manoma, kad yra išnykusios?

K: Kur galime rasti įrodymų apie egzistuojančius ir praeityje egzistavusius organizmus?

Paieška pagal raidę