Sporelementer fra tidligt mikrobielt liv i klipper kunne hjælpe med at bestemme, hvornår livet begyndte på Jorden

Ved hjælp af et kraftigt mikroskop har forskere ved University of Alabama vist en metode, der kan give stærke data til at bestemme livets oprindelse på Jorden, og om der eksisterede liv på andre planeter.

Ledet af UA-geologer, der specialiserer sig i at bruge kraftige mikroskoper på biologisk materiale, beviste forskere, at sporelementer fra tidligt mikrobielt liv kan findes i klipper og mineraler, hvilket kunne hjælpe med at bestemme, hvornår livet begyndte på Jorden, ifølge resultater offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Visse bakterier skaber krystaller, men det kan være svært at afgøre, om en gammel lille krystal i en klippe er lavet af bakterier eller gennem uorganisk mineraldannelse. Ved at bruge atomsondetomografi i en undersøgelse ledet Dr. Alberto Perez-Huerta, UA-professor i geologiske videnskaber, viste forskere, at de kan identificere de kemiske aftryk på nanoskala, der efterlades af bakterierne, der adskiller krystallerne fra dem, der dannes i en geologisk proces.

Metoden kunne bruges på prøver fra andre planeter, såsom en meteorit eller en prøve returneret fra Mars af rumfartøjer for at vurdere, om der engang var bakterier til stede i prøven, ifølge resultaterne.

"Tidligere undersøgelser, der har argumenteret for en sammenhæng mellem livets oprindelse og mineraler, har været baseret på indicier," sagde Perez-Huerta. "Vores tilgang giver den rygende pistol, der gør forskerne i stand til rent faktisk at visualisere direkte beviser for det link. Dette kan låse op for en masse værdifulde data om, hvordan livet opstod for millioner af år siden på Jorden og kan rejse spørgsmål om, hvad der udgør liv på andre planeter."

Til undersøgelsen brugte UA-forskere de tilgængelige instrumenter på Alabama Analytical Research Center, en forskningsfacilitet dedikeret til karakterisering af nanoskala - studere og manipulere materialer, der kan være 1.000 gange mindre end et menneskehår. Det inkluderer atomsonder, der afslører et detaljeret 3D-atomkort over et materiale.

I den skala har det dog været vanskeligt at studere organiske materialer, hvilket begrænser svarene på spørgsmålet om, hvornår liv opstod på Jorden. Forskere daterer de tidligste klipper til at være omkring 3,8 milliarder år gamle med potentielle beviser for, at bakterier dukker op i klipperne for omkring 3,5 milliarder år siden. Det er dog ikke klart, hvordan eller præcist hvornår bakterier blev dannet, og det er heller ikke klart, hvilken type bakterier der var den tidligste til at danne.

Krystaldannelse er det mest sandsynlige sted at finde disse tidlige mikrober. En type livsform kaldet magnetotaktiske bakterier danner magnetiske krystaller inde i sig selv for at tilpasse sig Jordens magnetfelt, hvilket i det væsentlige skaber et kompas til navigation. Når de dør, efterlades krystallerne, men i den størrelse har det været svært at sige, om en krystal kom fra bakterierne.

Ved hjælp af prøver, der vides at have organiske krystaller, viste det UA-ledede projekt, at de magnetotaktiske bakterier efterlader spor i nanostørrelse af grundstofferne kulstof og nitrogen, som er nødvendige for livet på Jorden.

"Vi demonstrerede, at vi i denne lille skala kan finde de vigtigste byggesten til livet," sagde Perez-Huerta. "Evnen til at finde disse biosignaturer giver os mulighed for at forstå de primitive livsformer, der startede evolutionen." + Udforsk yderligere

Bevis på, at gigantiske meteoritnedslag skabte kontinenterne