De titel van het vroegste leven van de aarde is teruggegeven aan de fossielen in de regio Pilbara in Australië. De Pilbara-fossielen hadden die titel sinds de jaren tachtig, totdat onderzoekers die oude rotsen in Groenland bestudeerden, bewijs vonden van het oude leven daar. Maar vervolgonderzoek betwijfelde de biologische aard van de Groenlandse bewijzen, die de hele kwestie opnieuw ter discussie stelden.
Nu heeft een nieuwe studie van de Pilbara-fossielen de aanwezigheid van bewaarde organische materie in die fossielen geïdentificeerd en de kroon 'Ancient Life' aan hen teruggegeven.
Het oude leven in deze titelperiode zijn stromatolieten, rotsachtige structuren die zijn neergelegd door microscopisch kleine eencellige organismen die cyanobacteriën worden genoemd. Stromatolieten zijn zowel mineraal als organisch, omdat ze worden gevormd door gemeenschappen van micro-organismen die slijm afscheiden dat sedimentkorrels opsluit. Stromatolieten komen voor in kolommen, terpen en in plaatstructuren die op sedimentair gesteente lijken. Versteende stromatolieten zijn het eerste bewijs van leven op aarde.
Onderzoekers van de University of New South Wales (UNSW) publiceerden deze nieuwe bevindingen in het tijdschrift Geology. Hun artikel is getiteld Nano-poreus pyriet en organisch materiaal in 3,5 miljard jaar oude stromatolieten die het oerleven registreren. Hun detectie van organisch materiaal in deze oude fossielen wordt een grote vooruitgang op dit gebied genoemd.
"Dit is een opwindende ontdekking - voor het eerst kunnen we de wereld laten zien dat deze stromatolieten definitief bewijs zijn voor het vroegste leven op aarde."
Dr. Raphaeil Baumgartner, hoofdonderzoeker, Australisch centrum voor astrobiologie.
De hoofdonderzoeker is Dr. Raphael Baumgartner, een onderzoeksmedewerker van het Australian Centre for Astrobiology. Baumgartner en de andere wetenschappers deden onderzoek naar de bekende Dresser Formation in de Pilbara-regio in West-Australië. De rotsen in de Dresser Formation zijn 3,49 miljard jaar oud. In de jaren tachtig vonden onderzoekers daar bewijs van het oude leven. Maar hoewel het bewijsmateriaal overtuigend was, was er onzekerheid.
Maar de ontdekking van organisch materiaal heeft die onzekerheid weggenomen.
"Dit is een opwindende ontdekking - voor het eerst kunnen we de wereld laten zien dat deze stromatolieten definitief bewijs zijn voor het vroegste leven op aarde", zei Dr. Baumgartner. De ontdekking kan wetenschappers ook helpen zoeken naar bewijs van het oude leven op Mars.
Professor Martin Van Kranendonk is directeur van de afdeling Astrobiologie van UNSW. Hij zegt dat de ontdekking van organisch materiaal in de Dresser Formation bewijst dat de fossielen daar oude stromatolieten zijn in plaats van alleen intrigerend ogende rotsen. Volgens Van Kranendonk is dit een 'smoking gun'-moment in de wetenschap.
Hij zegt ook dat deze ontdekking zal helpen bij het zoeken naar oud leven op Mars.
“Dit betekent een grote vooruitgang in onze kennis van deze rotsen, in de wetenschap van onderzoek naar het vroege leven in het algemeen, en - meer specifiek - in het zoeken naar leven op Mars. We hebben nu een nieuw doelwit en een nieuwe methodologie om naar oude levenssporen te zoeken ', zegt professor Van Kranendonk.
Toen dit bewijs in de jaren tachtig voor het eerst werd ontdekt, bestond er onzekerheid over de oorsprong ervan. De fossielen hadden de structuur en de textuur van oude stromatolieten, maar in dit geval kan het geologische proces fossielen nabootsen. Zekerheid ontbrak.
“Helaas heerst er in de onderzoeksgemeenschap een klimaat van wantrouwen ten aanzien van textiele biosignaturen. Vandaar dat de oorsprong van de stromatolieten in de Dresser Formation een veelbesproken onderwerp is, 'zei Dr. Baumgartner in een persbericht.
Eerdere fossiele monsters van de Dresser Formation werden genomen uit de bovenste rotslagen, waar monsters werden blootgesteld aan verwering. Maar in dit werk gingen de wetenschappers dieper. Ze verkregen monsters van veel dieper in de rots, waar fossielen beter worden bewaard en niet worden blootgesteld aan verwering, wat de mineralogie kan veranderen en het behoud kan belemmeren.
"Door naar boorkernmonsters te kijken, konden we naar een perfecte momentopname van het oude microbiële leven kijken", zei Dr. Baumgartner. Ze onderwierpen deze nieuwe monsters aan een definitief spervuur van analytische technieken.
"In deze studie heb ik veel tijd in het laboratorium doorgebracht, waarbij ik met behulp van micro-analytische technieken heel nauwkeurig naar de gesteentemonsters heb gekeken, om onze theorie voor eens en altijd te bewijzen", zei Baumgartner. De analyse omvatte krachtige elektronenmicroscopie, spectroscopie en isotoopanalyse.
"Ik denk dat het rond 23.00 uur was toen ik dit 'eureka'-moment had, en ik bleef tot drie of vier uur' s ochtends, alleen beeldvorming en beeldvorming omdat ik zo opgewonden was."
Dr. Raphael Baumgartner, hoofdonderzoeker, medewerker van het Australian Centre for Astrobiology
De gefossiliseerde stromatolieten zelf zijn grotendeels gemaakt van het minerale ijzerpyriet, of wat soms 'dwaasgoud' wordt genoemd vanwege de glinsterende gelijkenis met echt goud. En in dat ijzeren pyriet vond Baumgartner organisch materiaal.
"De organische stof die we in pyriet van de stromatolieten vonden, is opwindend - we kijken naar uitzonderlijk geconserveerde coherente filamenten en strengen die typisch resten zijn van microbiële biofilms", zei Dr. Baumgartner.
Dit soort bewijs is volgens de onderzoekers nog nooit eerder gezien.
"De organische stof die we in pyriet van de stromatolieten vonden, is opwindend - we kijken naar uitzonderlijk geconserveerde coherente filamenten en strengen die typisch resten zijn van microbiële biofilms", zegt Dr. Baumgartner.
“Ik was behoorlijk verrast - we hadden nooit verwacht dat we dit niveau van bewijs zouden vinden voordat ik aan dit project begon. Ik herinner me de nacht bij de elektronenmicroscoop waar ik eindelijk ontdekte dat ik naar biofilmresten keek. Ik denk dat het rond 23.00 uur was toen ik dit 'eureka'-moment had, en ik bleef tot drie of vier uur' s ochtends, alleen beeldvorming en beeldvorming omdat ik zo opgewonden was. Ik ben de tijd totaal uit het oog verloren ', zegt dr. Baumgartner.
Deze bevindingen helpen ons niet alleen de oorsprong van het leven op aarde te begrijpen, ze helpen astrobiologen te begrijpen hoe ze het best naar fossiel oud leven op Mars kunnen zoeken.
'Begrijpen waar het leven had kunnen ontstaan, is erg belangrijk om onze afkomst te begrijpen. En van daaruit zou het ons kunnen helpen te begrijpen waar het leven anders had kunnen plaatsvinden - bijvoorbeeld, waar het op andere planeten was begonnen, 'zegt Dr. Baumgartner.
In augustus bezochten wetenschappers van NASA, ESA en RosCosmos de regio Pilbara in Australië om te werken aan de onderzoekstechnieken die ze zullen gebruiken bij aanstaande missies naar Mars. NASA's Mars 2020-rover en de ESA / RosCosmos ExoMars zullen beide op zoek gaan naar bewijs van oud leven op Mars. Wetenschappers weten dat alle gevonden bewijzen microscopisch klein zijn. Dat veldwerk stond ook onder leiding van professor Van Kranendonk van UNSW.
"Als we beter kunnen begrijpen hoe deze fossielen <stromatolieten> hier zijn ontstaan - en de nabijgelegen geologische wegwijzers die de weg ernaar wijzen - zullen we veel beter voorbereid zijn op jacht naar tekenen van leven op Mars," zei Ken Farley, projectwetenschapper voor Mars 2020 bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, in een persbericht.
"Net zoals de Apollo-astronauten gebieden van geologisch belang op aarde bezochten voordat ze naar de maan reisden, doen de wetenschappers van Mars 2020 en ExoMars hun uiterste best voordat hun missies de meer dan 100 miljoen mijl [160 miljoen plus -kilometer] reis naar de Rode Planeet ”, zegt Mitch Schulte, programmawetenschapper van Mars 2020 op het NASA-hoofdkantoor in Washington. 'Martin heeft hen geholpen door een grondige en tot nadenken stemmende blik te werpen op de geologische kenmerken van de Pilbara.'
"Het geeft veel voldoening dat de eeuwenoude rotsen van Australië en onze wetenschappelijke knowhow zo'n belangrijke bijdrage leveren aan onze zoektocht naar buitenaards leven en het ontsluiten van de geheimen van Mars", aldus professor Van Kranendonk.
Baumgartner, Kranendonk en andere wetenschappers onthullen hoofdstuk voor hoofdstuk het verhaal van hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld. Als het ons helpt hetzelfde verhaal te onthullen op Mars, waar het leven mogelijk miljarden jaren heeft bestaan voordat het uiteindelijk werd weggevaagd, dan wordt het nog meer een Eureka-moment.
Meer:
- Persbericht: Vroegste tekenen van leven: wetenschappers vinden microbiële overblijfselen in oude rotsen
- Onderzoekspaper: Nano-poreus pyriet en organisch materiaal in 3,5 miljard jaar oude stromatolieten registreren primordiaal leven
- Research Paper: Herevaluatie van het leven in 3700 miljoen jaar oude rotsen van Groenland
- Persbericht: wetenschappers verkennen Outback als testbed voor Mars
- Persbericht: NASA vindt oud organisch materiaal, mysterieus methaan op Mars
