מה היו החיים הראשונים בכדור הארץ?

Pin
Send
Share
Send

העדויות המוקדמות ביותר לחיים על כדור הארץ מתעוררות בין הסלעים העתיקים ביותר שנשמרו עדיין על פני כדור הארץ.

כדור הארץ בן כ -4.5 מיליארד שנה, אך הסלעים העתיקים ביותר שעדיין קיימים מתוארכים לפני 4 מיליארד שנה בלבד. זמן לא רב לאחר תחילתו של רוק הסלע, מתעוררות עדויות מפתה לחיים: מערכת מאובנים דמויי נימה מאוסטרליה, שפורסמה בכתב העת Astrobiology בשנת 2013, עשויים להיות שרידים של מחצלת מיקרוביאלית שעלולה היה לחלץ אנרגיה מאור השמש בערך 3.5. לפני מיליארד שנה. מתמודד נוסף לחייו העתיקים בעולם הוא מערכת סלעים בגרינלנד שעשויה להכיל מאובנים של מושבות ציאנובקטריות בנות 3.7 מיליארד שנה, היוצרות מבנים שכבתיים הנקראים סטרומטוליטים.

כמה מדענים טענו כי ראו עדויות לחיים בסלעים בני 3.8 מיליארד שנה מאי אקיליה, גרינלנד. החוקרים דיווחו לראשונה בשנת 1996 בכתב העת Nature כי איזוטופים (צורות של יסוד עם מספר שונה של נויטרונים) בסלעים אלה עשויים להצביע על פעילות מטבולית עתיקה של איזה מיקרובי מסתורי. מאז הממצאים הללו נדונו בחריפות - שכן, למעשה, כל הטענות על החיים המוקדמים.

לאחרונה דיווחו המדענים בכתב העת "Nature" כי הם גילו מיקרו-מאובנים בקנדה שעשויים להיות בין 3.77 מיליארד ל -4.29 מיליארד שנה, טענה שתדחוף את מוצא החיים עד זמן קצר לאחר שהאוקיינוסים יצרו לראשונה. המאובנים דמויי הנימה הכילו איתותים כימיים העלולים לבשר את החיים, אך קשה להוכיח שכן, כך אמרו חוקרים שלא היו מעורבים במחקר ב- Live Science. קשה גם להוכיח שמאובנים שנמצאים בסלעים קדומים הם בהכרח קדומים בעצמם; נוזלים חדרו לסדקים בסלע ויכולים לאפשר חיידקים חדשים יותר לסלע הישן. החוקרים השתמשו בתאריכים של סמריום-ניאודימיום כדי להגיע לגיל המאובנים של 4.29 מיליארד דולר עבור המאובנים. שיטה זו, העושה שימוש בהתפרקות של יסוד אדמה נדיר אחד לשני, עשויה למדוד את גיל המאגמה אשר יצר את הסלעים ולא את הסלעים עצמם, סוגיה שהובילה גם טענות לסלעים העתיקים ביותר בכדור הארץ.

עם זאת, העובדה כי עדויות מרמזות על חיים מתעוררת ממש כשמתחיל שיא הרוק מעלה שאלה, אמרה אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, הגיאוכימיסט אליזבת בל בשיחת SETI בפברואר 2016: האם התזמון הוא צירוף מקרים, או שמא היו צורות קודמות של החיים ששרידיהם נעלמו עם הסלעים העתיקים ביותר של כדור הארץ?

מבנים בצורת חרוט שהתגלו בסלעים בני 3.7 מיליארד שנה בגרינלנד, בערך רבע, עשויים להיות מושבות מאובנות של חיידקים והמאובנים הקדומים ביותר של החיים על כדור הארץ, אומרים החוקרים. (קרדיט תמונה: אלן נוטמן / טבע)

התקופה שהתרחשה לפני תחילת שיא הרוק ידועה בשם הדאן. זו הייתה תקופה קיצונית, בה אסטרואידים ומטאורות חיפשו את כדור הארץ. בל ועמיתיה אמרו כי יתכן ויהיו להם עדויות לכך שחיים התעוררו בתקופה מאוד לא נעימה זו. בשנת 2015 דיווח צוות המחקר כי גילה גרפיט, סוג של פחמן, בגבישים זירקונים בני 4.1 מיליארד שנה. יחס האיזוטופים בגרפיט הצביע על מקור ביולוגי, כך כתבו בל ועמיתיה בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.

"יש ספקנות מסוימת, וזה מוצדק", אמר בל לייב סיינס. מטאוריטים או תהליכים כימיים עלולים לגרום ליחסי הפחמן המוזרים, היא אמרה, כך שהאיזוטופים בלבד אינם הוכחה לחיים. מאז פרסום העיתון לשנת 2015, אמר בל, החוקרים מצאו עוד כמה מתכלולי הפחמן הנדירים, אותם המדענים מקווים לנתח בקרוב.

מהידוע לתקופה זו היו מים נוזלים בכוכב הלכת, אמר בל לליבי סיינס בראיון. יתכן שהיה קרום גרניט, כמו יבשת, אם כי זה שנוי במחלוקת, אמרה. כל חיים שהיו יכולים להתקיים היו פרוקריוט (אורגניזם חד-תאי ללא גרעינים כבולים ממברנה או אברוני תאים), הוסיף בל. אם היה אז קרום יבשתי בכדור הארץ, היא אמרה, לפרוקריוטים היו אולי מקורות מינרליים לחומרים מזינים כמו זרחן.

גישה שונה לחיפוש אחר חייו המוקדמים של כדור הארץ מרמזת כי יתכן כי פתחי אוורור הידרותרמיים אוקיאניים אירחו את הדברים החיים הראשונים. במאמר שפורסם ביולי 2016 בכתב העת Nature Microbiology, החוקרים ניתחו פרוקריוטות במטרה למצוא את החלבונים והגנים המשותפים לכל אותם אורגניזמים, ככל הנראה השרידים הסופיים של האב הקדמון המשותף האחרון (LUCA) - קרוב המשפחה המשותף הראשון ממנו כל החיים היום יורדים.

צוות המחקר מצא 355 חלבונים המשותפים לכל שושלות ארכיאליות וחיידקיות. על סמך אותם חלבונים, שחזרו החוקרים את השקפת הגנום של LUCA, ורמזו שהוא חי בסביבה אנאירובית (ללא חמצן) הידרותרמית. אם זה המקרה, החיים הראשונים של כדור הארץ (או לפחות החיים הראשונים שהשאירו צאצאים) היו דומים למיקרובים שמתגודדים כיום סביב פתחי ים עמוקים, אומרים החוקרים.

Pin
Send
Share
Send