Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

De første livsformer på Jorden blev afsløret i varme kilder

Damp stiger fra det store kogende forår, en næsten 200-graders naturlig pool, hvor Lawrence Livermore-forskere og kolleger fra University of Nevada, Las Vegas, California State University, San Bernardino og Stanford University har fundet de ældste encellede bakterier og arkæer. Kredit:UNLV

Terrestriske geotermiske systemer er som nedgravede skatte, når det kommer til at finde ud af livets oprindelse på Jorden.

I disse underjordiske varme kilder, nogle af de ældste encellede bakterier og arkæer lever livet af ekstremofiler (organismer, der lever under ekstreme miljøforhold såsom varme kilder eller iskapper). Alene ved deres makeup, mikroorganismerne kan afspejle naturen af ​​primitive miljøer, som den tidlige Jord.

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) forskere og kolleger fra University of Nevada, Las Vegas, California State University, San Bernardino og Stanford University, arbejder på et NASA-projekt for at studere mikroorganismer i en varm kilde i Nevada, der kan afgøre, om der eksisterer udenjordisk liv.

Denne særlige forår har slægter af liv, som aldrig er blevet undersøgt før. Men med avanceret teknologi, såsom LLNL's NanoSIMS - som kan bestemme den isotopiske og elementære sammensætning af disse organismer på cellulær og subcellulær skala - holdet kan dykke ned i organismernes katabolske og anabolske potentiale. Arbejdet kan også give indsigt i mulige funktioner i tidligt liv i ekstreme miljøer og den tidlige diversificering af både encellede og flercellede organismer.

Ekstremofilernes karakteristika kan afspejle arten af ​​de oprindelige miljøer, hvor liv først kan være dannet på Jorden. Disse bakterier og arkæer fundet i Great Boiling Spring i Nevada er så primitive, at de ikke kan dyrkes i et laboratorium, så holdet har været nødt til at studere dem, hvor de er rigelige.

Et mikrofotografibillede viser mikroorganismer indsamlet fra Great Boiling Spring. De rødfarvede Thermocrinis jamiesonii-celler er cirka 2 mikron lange. De grønfarvede celler er arkæer. Kredit:UNLV

"De organismer, vi kigger på, kan være evolutionære levn fra gamle slægter, hvor de fleste medlemmer er uddøde og kan være unikke depoter for primitive træk, " sagde LLNL hovedefterforsker Jennifer Pett-Ridge. "Hvad vi ved til dato er, at disse ekstreme miljøer ligner meget, hvad der er blevet fundet på andre planeter.

"Disse undersøgelser giver dog en linse, som vi kan se livets fylogenetiske og fysiologiske mangfoldighed under økologisk forenklede forhold, der har en vis lighed med levesteder, hvor livet kan være opstået."

Eftersom genomiske udforskninger af endnu ukultiverede mikroorganismer giver indsigt i den tidlige diversificering af livets træ og påvirker modeller for udviklingen af ​​de første eukaryote celler, forståelse af biologien af ​​nye mikroorganismer er relevant for NASAs mål om at forstå "stigende kompleksitet" under den tidlige evolution.

Selvom livets oprindelse diskuteres, der er betydelige beviser for vandmiljøer med høje temperaturer efter det sene tunge bombardement (en begivenhed, der skete for cirka 4,1 til 3,8 milliarder år siden, hvor et uforholdsmæssigt stort antal asteroider teoretiseres til at have kollideret med de tidlige terrestriske planeter), når fossile og isotopiske beviser tyder på, at livet først udviklede sig. Nylige rapporter tyder på, at liv opstod i jordbaserede geotermiske systemer baseret på den uorganiske kemiske sammensætning af materiale inde i levende celler.

Specifikt, holdet vil analysere mikroorganismerne kaldet Calescamantes, Fervidibacteria og Kryptonia.