Невероятное открытие только что выявило потенциальный новый источник для понимания жизни на древней Земле. Группа геологов только что обнаружила крошечные остатки прокариотической и водорослевой жизни, заключенные внутри кристаллов галита возрастом 830 миллионов лет.
Галит — это хлорид натрия, также известный как каменная соль, и открытие предполагает, что этот природный минерал может быть ранее неиспользованным ресурсом для изучения древних сред соленой воды.
Более того, попавшие в него организмы могут быть еще живы.
Необычайное исследование также имеет значение для поиска древней жизни не только на Земле, но и во внеземных средах, таких как Марс, где были идентифицированы большие залежи соли как свидетельство древних крупных резервуаров с жидкой водой.
Организмы выглядят не так, как вы могли ожидать. Предыдущие древние микроокаменелости были обнаружены вдавленными в горные породы, такие как сланцы, возраст которых составляет миллиарды лет. Соль не способна таким же образом сохранять органический материал.
Вместо этого, когда кристаллы формируются в морской среде, внутри может задерживаться небольшое количество жидкости. Это называют флюидными включениями, и они являются остатками исходных вод, из которых кристаллизовался галит.
Это делает их ценными с научной точки зрения, поскольку они могут содержать информацию о температуре воды, химическом составе воды и даже температуре атмосферы в момент образования минерала.
Ученые также обнаружили микроорганизмы, живущие в недавних и современных средах, где образуется галит. Эти среды чрезвычайно соленые; тем не менее, было обнаружено, что в них процветают микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и водоросли.
Кроме того, микроорганизмы были зарегистрированы в жидких включениях в гипсе и галите, в основном современных или недавних, но некоторые из них относятся и к древним временам. Однако метод идентификации этих древних организмов оставил некоторые сомнения относительно того, являются ли они того же возраста, что и галит.
«Поэтому среди геомикробиологов сохраняется вопрос», — написала команда ученых во главе с геологом Сарой Шредер-Гомес (Sara Schreder-Gomes) из Университета Западной Вирджинии. «Какие самые старые химические осадочные породы содержат прокариотические и эукариотические микроорганизмы из среды осадконакопления?».
Середина Австралии сейчас пустыня, но когда-то это было древнее соленое море. Формация Браун (Browne Formation) — хорошо охарактеризованная и датированная стратиграфическая единица из центральной Австралии, относящаяся к неопротерозою. Она включает обширный галит, свидетельствующий о древней морской среде.
Используя образец горной породы, керн из формации Браун, извлеченный Геологической службой Западной Австралии в 1997 году, Шредер-Гомес и ее коллеги смогли провести исследования неизмененного неопротерозойского галита, используя только неинвазивные оптические методы. Это оставило галит целым и невредимым; что важно и означает, что что-то внутри должно было быть захвачено во время образования кристаллов.
Они использовали петрографию в проходящем свете и ультрафиолетовую петрографию, сначала при малом увеличении, чтобы идентифицировать кристаллы галита, а затем при увеличении до 2000 раз, чтобы изучить флюидные включения в них.
Внутри они обнаружили твердые и жидкие органические вещества, характерные для прокариотических и эукариотических клеток, исходя из их размера, формы и ультрафиолетовой флуоресценции.
Диапазон флуоресценции тоже был интересен. Некоторые из образцов показали цвета, соответствующие органическому распаду, в то время как другие продемонстрировали такую же флуоресценцию современных организмов, что, по словам исследователей, наводит на мысль о неизмененном органическом материале.
Исследователи отметили, что даже возможно, что некоторые из организмов все еще живы. Флюидные включения могут служить микросредой обитания, где процветают крошечные колонии. А живые прокариоты были извлечены из галита возрастом 250 миллионов лет; почему не 830 миллионов?
«Возможная выживаемость микроорганизмов в геологических временных масштабах до конца не изучена», — пишут исследователи.
«Было высказано предположение, что радиация разрушила бы органические вещества в течение длительного периода времени, однако в 2002 году ученые обнаружили, что погребенный галит возрастом 250 миллионов лет подвергся воздействию лишь незначительного количества радиации. Кроме того, микроорганизмы могут выживать в флюидных включениях за счет метаболических изменений, включая выживание при голодании и существование в форме цисты в неблагоприятных условиях, а также сосуществование с органическими соединениями или мертвыми клетками, которые могут служить источниками питательных веществ».
По словам исследователей, это имеет прямое отношение к Марсу, где можно найти отложения, близкие по составу к формации Браун. Их исследование показывает, как можно идентифицировать такие организмы, не уничтожая и не разрушая образцы, что может дать нам новый набор инструментов для их идентификации, а также для лучшего понимания собственной истории Земли.
«Оптическое исследование следует считать фундаментальным шагом в любом изучении биосигнатур в древних горных породах. Оно позволяет узнать геологический контекст микроорганизмов до дальнейших химических или биологических анализов … и обеспечивает цель для таких анализов», — написала команда.
«Древние химические отложения как земного, так и внеземного происхождения следует рассматривать как потенциальных хозяев древних микроорганизмов и органических соединений».
Исследование опубликовано в журнале Geology.
Источник: ScienceAlert.
