מאובן בן 650 מיליון שנה. קרדיט תמונה: ד"ר ג'יי וויליאם שופף / UCLA. לחץ להגדלה
הפליאו-ביולוג UCLA, ג'יי וויליאם שופף, ועמיתיו הפיקו תמונות תלת-ממדיות של מאובנים קדומים - 650 מיליון עד 850 מיליון שנה - שהשתמרו בסלעים, הישג שמעולם לא נעשה לפני כן.
אם משימת חלל עתידית למאדים מחזירה סלעים לכדור הארץ, אמר שופף שהטכניקות בהן השתמש, המכונות מיקרוסקופיית סריקת לייזר קונפוקלי וספקטרוסקופיית ראמן, יכולות לאפשר למדענים להסתכל במאובנים מיקרוסקופיים בתוך הסלעים כדי לחפש אחר סימני חיים, כמו למשל קירות תא אורגני. טכניקות אלה לא יהרסו את הסלעים.
"זה מדהים לראות מאובנים שמורים באופן אורגני ומיקרוסקופי בתוך סלע ולראות את המאובנים המיקרוסקופיים האלה בשלושה ממדים," אמר שופף, שהוא גם גיאולוג, מיקרוביולוג וגיאוכימאי אורגני. "קשה מאוד לקבל תובנות לגבי הביוכימיה של אורגניזמים שחיו לפני כמעט מיליארד שנה, וזה (מיקרוסקופיה קונפוקלית וספקטרוסקופיה ראמאן) נותן לך את זה. אתה רואה את התאים במיקרוסקופיה הקונפוקלית, והספקטרוסקופיה של ראמן נותנת לך את הכימיה.
"אנו יכולים להביט מתחת למאובנים, לראות אותו מלמעלה, מהצדדים ולסובב אותו סביב; לא יכולנו לעשות זאת בשום טכניקה אחרת, אך כעת נוכל, בגלל מיקרוסקופיית סריקת לייזר קונפוקלי. בנוסף, למרות שהמאובנים זעירים ביותר, התמונות חדות ופריכות. אז, אנו יכולים לראות כיצד המאובנים התדרדרו במשך מיליוני שנים, וללמוד מהם התכונות הביולוגיות האמיתיות ומה השתנה לאורך זמן. "
מחקריו מתפרסמים בגיליון ינואר של כתב העת Astrobiology, בו הוא מדווח על תוצאות מיקרוסקופיה קונפוקליות של המאובנים העתיקים. (הוא פרסם תמונות תלת מימדיות ספקטרוסקופיות ראמאניות עתיקות של מאובנים עתיקים בשנת 2005 בכתב העת Geobiology.)
מאז שנתו הראשונה כסטודנט לתואר שני בהרווארד בשנות השישים, היה למטרת שופף לבצע ניתוח כימי של מאובן מיקרוסקופי בודד בתוך סלע, אך לא הייתה לו שום טכניקה לעשות זאת עד כה.
"רציתי לעשות זאת כבר 40 שנה, אבל לא הייתה שום דרך לעשות זאת לפני כן", אמר שופף, המדען הראשון שהשתמש במיקרוסקופיה קונפוקלית כדי לחקור מאובנים המשובצים בסלעים כה קדומים. הוא מנהל המרכז למכון לגיאופיזיקה ופיזיקה פלנטרית של UCLA לחקר ההתפתחות ומוצא החיים.
ספקטרוסקופיה ראמאן, טכניקה המשמשת בעיקר כימאים, מאפשרת לראות את המבנה המולקולרי והכימי של מיקרואורגניזמים קדומים בשלושה ממדים, וחושף ממה עשויים המאובנים מבלי להרוס את הדגימות. ספקטרוסקופיה ראמאן יכולה לעזור להוכיח אם מאובנים הם ביולוגיים, אמר שופף. טכניקה זו כוללת לייזר ממיקרוסקופ הממוקד במדגם; רוב אור הלייזר מפוזר, אך חלק קטן נספג על ידי המאובנים.
שופף הוא המדען הראשון שהשתמש בטכניקה זו כדי לנתח מאובנים מיקרוסקופיים קדומים. הוא גילה שהרכב המאובנים השתנה; חנקן, חמצן וגופרית הוסרו והותירו פחמן ומימן.
מיקרוסקופיה קונפוקלית משתמשת בקרן לייזר ממוקדת בכדי לגרום לקירות האורגניים של המאובנים לניאון, ומאפשרת לראותם בשלושה ממדים. הטכניקה, בה השתמשו הביולוגים לראשונה לחקר פעולתם הפנימית של תאים חיים, חדשה בגיאולוגיה.
המיקרואורגניזמים העתיקים הם "חלאת בריכות", בין החיים הקדומים ביותר, קטנים מכדי לראותם בעין בלתי מזוינת.
מחברי שותפי UCLA של שופף כוללים סטודנטים לתארים מתקדמים בגיאולוגיה, אבישק טריפתי ואנדרו צ'ז'ה, והמדען הבכיר אנטולי קודריאצב. המחקר ממומן על ידי נאס"א.
שופף הוא עורך הספרים "לביוספירה הקדומה ביותר של כדור הארץ" ו"הביוספרה הפרוטרוזואית: מחקר רב תחומי ", ספרי לוויה שמספקים את הידע המקיף ביותר של יותר מארבעה מיליארד שנים בתולדות כדור הארץ, החל מהקמת מערכת השמש לפני 4.6 מיליארד שנה. לאירועים לפני כחצי מיליארד שנה.
המקור המקורי: פרסום חדשות UCLA
