Wissenschaftler glauben, dass sie Beweise für Mikroben gefunden haben, die nur 300 Millionen Jahre nach der Entstehung des Planeten in der Nähe von Hydrothermalquellen auf der Erdoberfläche gediehen – der bisher stärkste Beweis dafür, dass das Leben viel früher begann, als allgemein angenommen wird.
Sollte dies bestätigt werden, würde dies darauf hindeuten, dass die für die Entstehung des Lebens notwendigen Bedingungen relativ einfach sind.
„Wenn Leben unter den richtigen Bedingungen relativ schnell entsteht, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass Leben auf anderen Planeten existiert“, sagte Dominic Papineau vom University College London, der die Forschung leitete.
Vor fünf Jahren gaben Papineau und Kollegen bekannt, dass sie Mikrofossilien in eisenreichen Sedimentgesteinen aus dem suprakrustalen Gürtel Nuvvuagittuq in Quebec, Kanada, gefunden hatten. Das Team schlug vor, dass diese winzigen Filamente, Knöpfe und Röhren aus einem Eisenoxid namens Hämatit von Bakterien hergestellt worden sein könnten, die in der Nähe von Hydrothermalquellen leben, die chemische Reaktionen auf Eisenbasis nutzten, um ihre Energie zu gewinnen.
Die wissenschaftliche Datierung der Gesteine hat ergeben, dass sie mindestens 3,75 Milliarden Jahre alt sind und möglicherweise sogar 4,28 Milliarden Jahre alt sind, das Alter der Vulkangesteine, in die sie eingebettet sind. Davor waren die ältesten gemeldeten Mikrofossilien auf 3,46 Milliarden und 3,7 Milliarden Jahre datiert Jahren, was die kanadischen Exemplare möglicherweise zum ältesten direkten Beweis für Leben auf der Erde macht.
Jetzt hat eine weitere Analyse des Gesteins eine viel größere und komplexere Struktur offenbart – einen Stamm mit parallelen Ästen auf einer Seite, der fast einen Zentimeter lang ist – sowie Hunderte von verzerrten Kugeln oder Ellipsoiden neben den Röhren und Filamenten.
„Eine Sache, die ich erstaunlich finde, ist die schiere Größe der tektonischen Verzweigungsstruktur, die mehrere Millimeter, wenn nicht mehr als einen Zentimeter groß ist“, sagte Papineau und fügte hinzu, dass sie eine gewisse Ähnlichkeit mit Filamenten haben, die von hergestellt wurden Mariprofundus ferrooxydans, ein modernes Bakterium, das in eisenreichen Tiefseeumgebungen vorkommt, insbesondere in hydrothermalen Quellen. „Aber unsere sind viel größer, viel dicker“, sagte er.
„Ich denke, was wir sehen, ist eine mikrobielle Gemeinschaft – dass sie gemeinsam arbeiteten und als die Filamente aus Gruppen dieser Zellen wuchsen, vermischten sie sich und bildeten ein größeres, dickeres Hämatit-Filament.
Das Team identifizierte auch mineralisierte chemische Nebenprodukte im Gestein, die mit diesen alten Mikroben übereinstimmen, die von Eisen, Schwefel und möglicherweise auch Kohlendioxid und Licht durch eine Form der sauerstofffreien Photosynthese leben.
Zusammengenommen könnten diese neuen Erkenntnisse darauf hindeuten, dass eine Vielzahl mikrobieller Lebensformen bereits 300 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde existiert haben könnte.
„Ich glaube, es macht Sinn, dass sie genauso alt sind wie das Vulkangestein, das sie einbettet, das wären 4,28 Milliarden Jahre“, sagte Papineau. „Das Zurückstellen der Uhr ist sehr wichtig, weil es uns sagt, dass es sehr kurze Zeit dauert, bis Leben auf einer Planetenoberfläche entsteht. Sehr schnell danach [Earth formed] In diesen hydrothermalen Quellen fand mikrobielles Leben statt, das Eisen und Schwefel aß.“
Allerdings sind nicht alle davon überzeugt, dass die Strukturen biologischen Ursprungs sind. Sie weisen zwar eine gewisse Ähnlichkeit mit anderen alten und modernen Beispielen von Bakterien auf, „diese Vergleiche beziehen sich jedoch auf Gesteine oder Umgebungen, die nicht dem sehr hohen Grad an Metamorphose ausgesetzt waren [a process involving extreme temperature and pressure] des Nuvvuagittuq-Felsens“, sagte Prof. Frances Westall, Expertin für alte Bakterienfossilien am Französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung.
Sie sagte: „Besonders besorgt bin ich über die Parallelität der Filamente – es sieht so aus, als ob sie den Kristallgittern des Wirtsminerals folgen. Dies ist kein mikrobielles Merkmal, daher könnten die Filamente ein metamorphes Artefakt sein.“
Andererseits könnte die vom Team identifizierte Schwefelsignatur biologischen Ursprungs sein. Westall sagte: „Wenn ihre Schwefelisotopendaten korrekt sind, dann ist es möglich, dass die chemischen Sedimente, die durch den Nuvvuagittuq-Jasperit dargestellt werden, Spuren von Leben beherbergten, die mit hydrothermalen Quellen in Verbindung stehen.“