A földi élet legkorábbi nyomait rejtheti a nyugat-ausztráliai Pilbara nevű régió – állítják ausztrál szakemberek, akik szerint a mostani felfedezés olyan áttörést jelenthet, amely segíthet a kutatóknak a Naprendszer jobb megértésében.

A nemzetközi szakemberekből álló kutatócsoport komplex mikrobiális ökoszisztéma nyomaira bukkant a régió majdnem 3,5 milliárd éves, jó állapotú üledékes kőzeteiben. A Nyugat-ausztráliai Egyetem kutatójaként dolgozó David Wacey szerint a mikrobiális interakció által formált üledékszerkezetekre a pilbarai Dresser-formációban bukkantak rá.


“Ezek lehetnek a földi élet legkorábbi bizonyítékai. Magukat a sejteket már nem, de a maradványukat jelentő széntartalmú anyagokat azonban még látni lehet" – mondta a szakember.

Wacey szerint az eredmények új betekintést engednek a mikrobák hajdani életébe. “Amíg a mikrobák éltek, kölcsönhatásban álltak az élőhelyükként szolgáló üledékkel és apró közösségeket hoztak létre, ahol aztán mindannyian egymás segítségére voltak abban, hogy túléljék az akkori rendkívül durva környezeti feltételeket.”

A nyugat-ausztráliai Pilbara régió ideális kutatási területet jelent, az ottani kőzetek ugyanis hihetetlenül sokáig, rendkívül stabil környezetben voltak. Valószínűleg ezek a Föld legrégebbi, jó állapotban fennmaradt üledékes kőzetei – hangoztatta a kutató.

A szakember szerint a kutatócsoport eredményei hasznosak lehetnek az űrkutatás számára is. “A marsjárók is a mikrobiális életformák kifejlődését lehetővé tévő feltételek után kutatnak odafent” – mondta, hozzátéve, hogy, amennyiben a most felfedezett mikrobák valóban a kezdeti időkből származnak, akkor a jelenlegi marsi környezethez nagyon hasonló feltételek közt élhettek.

Wacey szerint a Marsról származó mintákat a jövőben a Pilbarában begyűjtöttekhez hasonló módon lehetne vizsgálni – adta hírül az ABC News.



A földi élet keletkezése

A Föld mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki. A kezdeti időkben a folyamatos meteorit-becsapódások következtében a felszíne forró volt, gyakoriak voltak a vulkánkitörések és a földrengések. Ekkor még az életre alkalmatlan volt a bolygó. Ahogy a kozmikus becsapódások ritkultak, idővel a hőmérséklet is csökkenni kezdett, és a légkörben lévő pára kicsapódott. Elkezdett esni az eső, és kialakultak az első óceánok. A légkör erősen redukáló volt, oxigént csak nyomokban tartalmazott. Zömmel szén-dioxid, metán és ammónia alkotta. Minderre az Archaikumnak nevezett időszakban került sor kb. 4 és 2,6 milliárd évvel ezelőtt. Az élet kialakulásának feltétele volt a folyékony víz jelenléte, amiben az egyszerű kémiai elemek és a légkörből származó, a villámlás és a napsugárzás hatására kialakult vegyületek (egyszerű cukrok és aminosavak) közreműködésével megjelentek az élet első formái. Erre 3,5 milliárd évvel ezelőtt került sor, ezek ősi kékbaktériumok voltak, nyomaikra Ausztráliában akadtak rá.


A Proterozoikumnak nevezett időszakban (2,6 milliárd és 542 millió év között) több hegységképző folyamat is lezajlott. Ekkor képződtek az ősmasszívumnak nevezett, a mai kontinensek alapjait képző kőzettömegek. Az éghajlat mérsékelt volt, ami kedvezett az élet bonyolultabb formáinak megjelenéséhez. Kb. 2 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg az eukarióta (valódi sejtmaggal rendelkező) szervezetek. Az időszak végére az egyszerű, kova- vagy mészvázas többsejtű szervezetek, szivacsok maradványai már fellelhetőek az üledékes kőzetekben.

A Paleozoikum 542 és 251 millió évvel ezelőtti földtörténeti korszak. Két jelentős hegységképződési folyamat játszódott le: az egyik a Kaledóniai-hegységképződés, aminek nyomai Skandináviában, Skóciában és Grönlandon figyelhetők meg. A másik a Variszkuszi-hegységképződés, maradványai Észak-Amerikában, a Német-középhegységben, a Cseh-medence peremvidékein, az Urál hegységben, illetve Ausztráliában is megtalálhatók. Ezzel egyidőben alakult ki az egységes szuperkontinens, a Pangea, valamint a Tethys. Ez utóbbi maradványa lesz majd a Pannon-beltenger.


Megjelennek a fejlett élőlények

A Paleozoikum 6 szakaszra osztható. A kambriumban jelentek meg a moszatok és a gerinctelen állatok több törzse. A trilobitáknak nevezett ősrákok fosszíliái ebből a korból kerültek elő. Az ordovícium időszakában terjedtek el a zátonyképző korallok, és képződtek belőlük jelentős vastagságú mésztartalmú üledékes kőzetek. A szilurban jelentek meg az első szárazföldi növények, melyek a devon korban meghódították a teljes szárazföldet. A fosszíliákban fellelhetők az első ízeltlábúak és halak ősei. A karbon időszakban a kontinenseket ősharasztokból álló hatalmas mocsárerdők alkották, melyek igen nagymértékben nyelték el a légköri szén-dioxidot. Az elpusztult növények maradványaiból képződött a mai széntelepek többsége. Ekkor jelentek meg a kétéltűek a szárazföldön, majd a következő időszakban, a permben már a hüllők ősei jártak ugyanott. A Paleozoikum végén történt egy nagy kihalás, aminek során az élőlények jelentős része kihalt a bolygóról.


A Mezozoikum vagy középkor három időszakra tagolható, ezek: a triász, a jura és a kréta. A hüllők gigászi képviselőinek, a dinoszauruszoknak az ideje volt ez a korszak. A Pangea elkezdett feldarabolódni, és megkezdődött a mai kontinensek kialakulásának folyamata. A triász végén megjelentek az emlősök ősei. A jurában megindult a Pacifikus-hegységrendszer képződése (Andok, Sziklás-hegység), valamint ekkor jelentek meg a madarak, és élték virágkorukat a nyitvatermők, illetve a dinoszauruszok. Az középidő utolsó korszakában, a krétában kezdődött el az Eurázsiai-hegységképződés (Alpok, Kárpátok, Himalája), és terjedtek el a zárvatermő növények. Az időszakot egy vélhetően kozmikus katasztrófa okozta kihalási hullám zárja le 65 millió évvel ezelőtt.

A Kainozoikumban vagy újidőben jött el a zárvatermők, emlősök és a madarak ideje. Tovább folytatódtak a nagy hegységképző folyamatok, valamint egyes területeken hatalmas, több ezer méter vastag üledékek alakultak ki. Az újidő több szakaszra tagolható, ezek a paleocén, az eocén, az oligocén, a miocén és a pliocén (nem hivatalosan harmadidőszak 65 és 2,5 millió év között), valamint a pleisztocén és a holocén (nem hivatalosan negyedidőszak 2,5 millió és napjaink között). Ez utóbbi korszak már az emberi történelem kezdete is.

A negyedidőszakban a Föld pályájának, dőlésszögének változása miatt több jégkorszak (glaciálisok) követte egymást. Ezeket a hideg periódusokat felmelegedések (interglaciálisok) szakították meg. A jégkorszakok alatt az északi féltekén a Kárpátok vonaláig vastag jégréteg húzódott. A jég hatására alakult ki például Finnországban az „ezer tó vidéke”, valamint a periglaciális területeken (mint például a Kárpát-medencében) lösz rakódott le. Ez az időszak a mamutok, gyapjas orrszarvúak kora. Az újidőben jelentek meg az ember ősei is Afrikában, és kirajzást követően elterjedtek az egész Földön.


Kémai folyamatok, kísérletek

Az első élő rendszerek, az első primitív sejtek kémiai folyamatok útján jöhettek létre. A sejtek kialakulásához vezető folyamatok összessége a kémiai evolúció. Számos, sokszor megismételt kísérlettel kimutatták, hogy az ősi Föld körülményei között ibolyántúli sugárzás vagy elektromos kisülések (villámlás) hatására olyan szerves vegyületek képződhettek, amelyek a mai élőlényekben fontos szerepet játszanak, mint például aminosavak, karbonsavak, szénhidrátok. A vízben oldott aminosavak a vizsgálat során fehérjeszerű makromolekulákká kapcsolódtak össze. Más kísérletekben a nukleinsavak alkotói, sőt DNS-hez hasonló polinukleotidok is képződtek.

A fehérjeszerű makromolekulák aminosavsorrendje és a polinukleotidok nukleotidsorrendje véletlenszerű volt. A kísérletek során a szerves anyagok olyan molekularendszerekké állhattak össze, amelyek már a sejtek bizonyos sajátságait is mutathatták. Az élet keletkezésének talán legkevésbé tisztázott szakasza a nukleinsavak genetikai információtároló és –átadó szerepének kialakulása, valamint a kémiai reakciókat irányító enzimrendszerek összekapcsolódása, vagyis az osztódó és anyagcserét folytató sejt megjelenése.

A biológiai evolúció az első élő rendszerek kialakulásával kezdődött az ősóceánban. Az élőlények még ezt követően is sokáig csak a tengerek 10 méternél mélyebb rétegeiben élhettek. A följebb, esetleg a felszínig sodródó szervezeteket ugyanis a világűrből érkező sugárzás (főleg az ultraibolya sugárzás) elpusztította. A károsító sugarak elnyeléséhez a becslések szerint legalább 10 méter vastag vízrétegre volt szükség. Mai légkörünkben az oxigénből képződő ózon kiszűri az ultraibolya sugárzást, de az ősi légköroxigént – és ezért ózont – még nem tartalmazott. A lombikban levő víz fölött az ősi légkör összetételét utánzó gázelegy volt. A beépített elektródok között folyamatosan elektromos kisüléseket hoztak létre, illetve egy másik kísérletben a gáztultraibolya sugarakkal világították meg. Egy hét alatt a vízben sokféle szerves anyag gyűlt össze.