Život na Zemlji imao je dugu i burnu prošlost. Znanstvenici procjenjuju da su prije otprilike 4 milijarde godina, samo 500 milijuna godina nakon formiranja planete Zemlje, nastale prve jednostanične životne forme. Po arhejskom Eonu (prije 4 do 2,5 milijardi godina) vjeruje se da su se pojavile višećelijske životne forme. Iako je postojanje takvih organizama (Archaea) zaključeno iz izotopa ugljika koji se nalaze u drevnim stijenama, fosilni dokazi ostaju neizdrživi.
Sve se to promijenilo zahvaljujući nedavnoj studiji koju je proveo tim istraživača s UCLA-a i Sveučilišta Wisconsin-Madison. Nakon ispitivanja uzoraka drevnih stijena iz Zapadne Australije, tim je utvrdio da su u njima nalazili fosilizirane ostatke različitih organizama stari 3,465 milijardi godina. U kombinaciji s nedavnim raskorom otkrića egzoplaneta, ovo istraživanje jača teoriju da je život u Svemiru bogat.
Studija pod naslovom „SIMS analize najstarijeg poznatog sklopa mikrofosila dokumentiraju njihove sastave ugljikoizotopa u ugljeničnom taksonu“, nedavno se pojavila u časopisu Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, Kao što je istraživački tim naznačio, njihova se studija sastojala od analize izotopa ugljika 11 mikrobnih fosila uzetih iz ~ 3,465 milijuna milijuna godina starog zapadnjaka iz Australije Apexa Cherta.
Tih 11 fosila bili su raznolike prirode i istraživači su ih podijelili u pet vrsta vrsta na temelju njihovih prividnih bioloških funkcija. Dok se čini da su dva uzorka fosila izvodila primitivni oblik fotosinteze, drugi je očigledno stvorio plin metana. Čini se da su preostala dva potrošača metana, koja su koristili za izgradnju i održavanje staničnih zidova (slično kao što sisavci koriste masnoću).
Kao što je J. William Schopf - profesor paleobiologije na UCLA koledžu i vodeći autor studije - naznačeno u izjavi za medije UCLA Newsrooma:
„Prije 3.465 milijardi godina, život je već bio raznolik na Zemlji; to je jasno - primitivni fotosintezičari, proizvođači metana, korisnici metana. Ovo su prvi podaci koji pokazuju vrlo raznolike organizme u to vrijeme u Zemljinoj povijesti, a naša prethodna istraživanja pokazala su da je bilo i korisnika sumpora prije 3,4 milijarde godina.
Ova studija, koja je najcrnjivija ikad provedena na mikroorganizmima sačuvanim kao drevni fosili, nadograđuje se na radu koji Schopf i njegovi suradnici izvode više od dva desetljeća. Još 1993. godine Schopf i drugi tim istraživača proveli su studiju koja je prva opisala ove vrste fosila. Nakon toga slijedila je 2002. druga studija koja je potvrdila njihovo biološko podrijetlo.
U ovoj posljednjoj studiji Schopf i njegov tim utvrdili su kakvi su organizmi i koliko su složeni. Da bi to učinili, analizirali su mikroorganizme pomoću tehnike nazvane Spektroskopija sekundarne ionske mase (SIMS), koja otkriva omjer ugljik-12 i ugljik-13. Dok je ugljik-12 stabilan i najčešći tip koji se nalazi u prirodi, ugljik-13 je manje uobičajen, ali podjednako stabilan izotop koji se koristi u istraživanjima organske kemije.
Odvajanjem ugljika iz svakog fosila u njegove sastavne izotope i određivanjem njihovih omjera, tim je mogao zaključiti koliko su mikroorganizmi živjeli odavno, kao i kako žive. Taj zadatak su obavili istraživači iz Wisconsina, koji je vodio profesor John Valley. "Razlike u omjerima izotopa ugljika u korelaciji su s njihovim oblicima", rekao je Valley. "Njihovi omjeri C-13 prema C-12 karakteristični su za biologiju i metaboličku funkciju."
Prema sadašnjem znanstvenom konsenzusu, napredna fotosinteza se još nije razvila i kisik se neće pojaviti na Zemlji tek 500 milijuna godina kasnije. Prije dvije milijarde godina, koncentracije plina s kisikom počele su se brzo povećavati. To znači da bi ovi fosili, otprilike oko milijardu godina nakon formiranja Zemlje, živjeli u doba kad bi im bilo malo kisika u atmosferi.
S obzirom da bi kisik bio otrovan za ove vrste primitivnih fotosinteze, oni su danas prilično rijetki. Istina, oni se mogu naći samo na mjestima gdje ima dovoljno svjetla, ali nema kisika, što je rijetko u kombinaciji. Nadalje, same su stijene izazvale veliko zanimanje s obzirom da je prosječni životni vijek kamena izložen površini Zemlje samo oko 200 milijuna godina.
Kada je Shopf prvi put započeo svoju karijeru, najstariji poznati uzorci stijena stari su 500 milijuna godina. To znači da su stijene na kojima se nalaze fosili on i njegov tim stari toliko godina koliko stijene na Zemlji mogu dobiti. Otkrivanje fosiliziranog života u tako drevnim uzorcima pokazuje da su se rani Archaen Eon na Zemlji već razvili raznoliki organizmi i životni ciklus, u što su znanstvenici samo sumnjali do ovog trenutka.
Ova otkrića naravno imaju implikacije na proučavanje kako i kada je nastao život na Zemlji. Osim Zemlje, studija ima i posljedice jer pokazuje da je život nastao kad je Zemlja bila vrlo mlada i u primitivnom stanju. Stoga nije vjerojatno da se sličan postupak odvijao i drugdje u Svemiru. Kao što je Schopf objasnio:
"Ovo nam govori da je život morao započeti znatno ranije i potvrđuje da se primitivni život nije mogao oblikovati i evoluirati u naprednije mikroorganizme. Ali, ako su uvjeti dobri, izgleda da bi život u svemiru trebao biti raširen. "
Ova je studija postala moguća zahvaljujući financiranju koje je osigurao NASA Institut za astrobiologiju. Gledajući u budućnost, Schopf je nagovijestio da će se ista tehnologija kakva je bila korištena za izradu ovih fosila vjerojatno koristiti za proučavanje stijena koje je na Mars vratila NASA-ina posadna misija. Zakazana za 2030-ove, ova misija podrazumijevat će i prikupljanje uzoraka dobivenih od Mars 2020 Rover i vratiti ih na Zemlju radi analize.
