На праздничный торт в честь дня рождения жизни пора добавить еще несколько свечек. 150 миллионов свечек, если точнее. Потому что порода, обнаруженная на севере Канады, обладает признаками, указывающими на то, что жизнь появилась около 3,95 миллиарда лет назад. А это означает, что биологические процессы на нашей планете начались гораздо раньше, чем мы до этого предполагали.
Данное открытие совершили исследователи Токийского университета, которые провели анализ состава изотопов углерода, содержащихся в осадочной породе, взятой в северо-восточной части канадской провинции Ньюфаундленд и Лабрадор. Камни, подвергшиеся анализу, принадлежат так называемой Эоархейской эре, периоду времени около 4 и 3,6 миллиарда лет назад, когда земная кора была еще очень молодой, а атмосфера планеты очень тяжелой и практически не имела кислорода.
Как вы уже могли догадаться, камни этой эпохи на дороге вряд ли встречаются, и их очень трудно обнаружить. Безусловно, за все это прошедшее время эта порода либо была переплавлена до неузнаваемости, либо погребена глубоко под землей, либо вообще просто превратилась в пыль. Но те экземпляры, которые каким-то чудом сохранились до наших дней, представляют собой отличный источник для поиска признаков древнейших химических процессов. Одним из таких редких экземпляров, например, является камень, обнаруженный в Гренландии в Формации Исуа. Образцы этой породы являлись древнейшими доказательствами существования жизни как минимум 3,7 миллиарда лет назад. Однако проблема заключалась в том, что таких же следов не было обнаружено в других аналогичных камнях Эоархейской эры.
В отличие от тех же динозавров, от которых у нас по крайней мере остались зубы и кости, более древняя жизнь, как вы можете понимать, обладала куда более скромным набором возможностей оставить после себя хоть какое-то упоминание о своем существовании. Если бы речь шла хотя бы об окаменелостях или каких-то очертаниях древних бактерий – исследования были бы гораздо проще. Однако мы говорим об отпечатках ранней биохимии, которые отображены в форме графита и карбоната.
Проведя нагрев обнаруженного материала и последующий анализ содержащихся в них изотопов углерода, ученые могут определять, являются ли образцы биогенными (представлены в виде окаменелых остатков ранних клеток) либо же представляют собой результат какого-то геохимического процесса.
Более раннее обнаружение биогенного графита в некоторых образцах древней породы и его полное отсутствие в других замедлило процесс истинного определения возраста жизни. К счастью, работа сдвинулась с мертвой точки, когда исследователи обнаружили наличие этого графита в 54 канадских образцах. И все данные говорят о том, что этот графит является продуктом жизнедеятельности живых систем. Более того, исследователи установили, что возраст образцов на 150 миллионов лет больше, чем у образцов из Формации Исуа, что говорит о том, что жизнь занялась формацией атомов углерода уже через полмиллиарда лет, после формирования самой планеты.
В ходе процесса нагрева ученые очень внимательно соблюдали температурный баланс, что позволило исключить загрязнение образцов. Учитывая то, что «останки» представляют собой не более чем химические сигнатуры графита и карбоната, то в целом они мало могут рассказать о природе самих организмов, которые их оставили. Однако они добавляют некоторые детали в общую картину того, как происходило развитие жизни, особенно учитывая, что условия на ранней Земле были для этого явно не самые подходящие. Как отмечают исследователи, подобный анализ мог бы эффективно использоваться для поиска признаков живых систем и на других планетах Солнечной системы, и за ее пределами. Ведь в конечном итоге вопрос о том, как жизнь могла появиться на нашей планете или где бы то ни было, еще по-прежнему остается без ясного ответа.
Согласно одной из теорий, сперва она могла появиться в виде РНК, чьи нити складывались и рекомбинировались до тех пор, пока не появились нуклеиновые кислоты, которые смогли вступить во взаимодействие с другими химическими процессами. Согласно другой теории, сперва появились метаболические процессы, а затем уже появились реплицирующие нуклеиновые кислоты.
Ранее в этом году австралийские ученые обнаружили признаки жизни в древних отложениях у горячих источников, возраст которых оценивается в 3,48 миллиарда лет, что порождает вопрос о том, могла ли она появиться в менее океанической среде.
Есть даже предположение, что и нынешняя биосфера полностью исчезнет после серии глобальных вымираний и быстрых перезапусков.
Несмотря на множество остающихся вопросов, уже сейчас исследователи начинают делать выводы о том, что химические процессы, благодаря которым появились живые организмы на нашей планете, образовались практически с самого появления Земли.
Николай Хижняк
