Mimele fosilelor pot fi mai frecvente în rocile antice decât fosilele reale

Când vine vorba de găsirea de fosile ale vieții microbiene foarte vechi – fie pe Pământ, fie pe alte lumi, cum ar fi Marte – șansele pur și simplu nu sunt în favoarea noastră.

Formele de viață microbiene reale sunt mult mai puțin probabil să devină fosilizate în siguranță în roci, în comparație cu structurile nonbiologice care se întâmplă să le imită formele, arată o nouă cercetare. Descoperirea sugerează că cele mai timpurii roci de pe Pământ pot conține abundențe minuscule falsificatori – obiecte minuscule mascafate drept dovezi fosilizate ale vieții timpurii – raportează cercetătorii online pe 28 ianuarie în Geologie.

Descoperirea este „cel puțin o poveste de avertizare”, spune autoarea studiului Julie Cosmidis, geomicrobiolog la Universitatea din Oxford.

Structurile minuscule, adesea enigmatice, găsite în unele dintre cele mai vechi roci ale Pământului, datând de mai bine de 2,5 miliarde de ani, pot oferi indicii tentante despre cea mai timpurie viață a planetei. Iar vânătoarea de semne de viață din ce în ce mai vechi pe Pământ a stârnit dezbateri intense – în parte pentru că, cu cât mergi mai departe în timp, cu atât este mai greu să interpretezi micile squiggles, filamente și sfere din stâncă (SN: 1/3/20). Unul dintre motive este că mișcările plăcilor tectonice ale Pământului de-a lungul timpului pot stoarce și găti rocile, deformând și alterând chimic fosile minuscule, poate dincolo de recunoaștere.

Dar o problemă și mai pernicioasă și mai controversată este că astfel de filamente sau sfere minuscule ar putea să nu fie deloc de origine biologică. Din ce în ce mai mult, oamenii de știință au descoperit că procesele chimice nebiologice pot crea forme similare, sugerând posibilitatea unor „fals pozitive” în înregistrarea biologică.

O astfel de descoperire a dus la noul studiu, spune Cosmidis. Acum câțiva ani, ea și alții încercau să crească bacterii și să le facă să producă sulf. „Amestecam sulfuri cu materie organică și am început să formăm aceste obiecte”, spune ea. „Am crezut că sunt formate de bacterii, pentru că păreau atât de biologice. Dar apoi ne-am dat seama că se formează în tuburi de laborator care nu aveau nicio bacterie în ele.”

Asta a făcut-o să se întrebe despre astfel de procese care au loc chiar în stâncile. Așa că ea și alții au decis să examineze ce s-ar întâmpla dacă ar încerca să recreeze etapele timpurii de formare a chert, un fel de rocă compactă, bogată în silice, comună pe Pământul timpuriu. „Microfosilele se găsesc adesea în formațiuni de chert”, spune coautorul studiului Christine Nims, geobiolog acum la Universitatea din Michigan din Ann Arbor. „Orice găzduit în [chert] va fi bine conservat.”

Chert se formează din apă bogată în silice; siliciul precipită din apă și se acumulează, în cele din urmă întărindu-se în rocă. Cosmidis, Nims și colegii au adăugat bacterii care conțin sulf numite Thiothrix la solidificarea chert pentru a vedea ce s-ar putea întâmpla în timpul fosilizării reale. La alte mostre de siler, au adăugat „biomorfe” care conțin sulf, sfere și filamente formate din cristale minuscule, dar în formă de bacterii.

La început, nanoparticulele de silice au încrustat bacteriile și biomorfele, spune Nims. Dar după aproximativ o săptămână, bacteriile au început să se deformeze, celulele lor dezumflandu-se din cilindri în panglici turtite, de nerecunoscut, pe măsură ce sulful din interiorul celulelor s-a difuzat și a reacționat cu siliciul din exteriorul celulelor, formând noi minerale.

Biomorfii, pe de altă parte, „au avut această rezistență impresionantă”, spune ea. Deși și ei au pierdut sulf în soluția din jur, și-au păstrat crusta de silice. Drept urmare, „și-au păstrat forma și au prezentat foarte puține schimbări în timp”. Această rezistență sugerează că structurile enigmatice găsite în înregistrările timpurii de rocă au șanse mai mari de a fi pseudofosile, decât fosile reale, spune echipa.

biomorfe vs. fosile microbiene
Într-un nou studiu, cercetătorii au produs biomorfe în formă de filament răsucite (sus) din reacțiile sulfurei cu compușii organici prebiotici. Biomorfele seamănă cu posibilele fosile microbiene (partea de jos, filamentele indicate de săgeți roșii) găsite în roci care datează de acum 3,5 miliarde de ani.De sus: C. Nims; RJ Baumgartner et al/Geologie 2019

Ideea că creaturile odată vii sunt mai greu de păstrat are sens, spune Sean McMahon, un astrobiolog la Universitatea din Edinburgh, care nu a fost implicat în noul studiu. „Nu este total surprinzător”, spune el. „Știm că biomasa tinde să se descompună destul de repede.”

De fapt, oamenii de știință știu de secole că anumite reacții chimice pot acționa ca „grădini” care „cresc” obiecte minerale de formă ciudată, răsucindu-se în tuburi sau încolțind ramuri sau imitând în alt mod ciudățenia vieții. „Există o mulțumire în privința asta, o concepție greșită că știm într-un fel toate acestea și au fost deja tratate”, spune McMahon.

Strategiile pentru a face față acestei enigma au inclus căutarea unor structuri particulare – cum ar fi stromatoliții în formă de movile – sau compuși chimici într-o fosilă potențială despre care se crede că sunt formați sau modificați în mod unic de prezența vieții (SN: 17/10/18). Aceste criterii sunt produsul a zeci de ani de studii de teren, prin care oamenii de știință au adunat un vast set de date de referință de structuri fosile, față de care cercetătorii pot compara și evalua orice descoperire nouă.

„Orice găsim, putem privi prin acea lentilă”, spune McMahon. Dar ceea ce lipsește este un set de date la fel de bogat pentru modul în care s-ar putea forma astfel de structuri în absenta de viață. Acest studiu, spune el, subliniază că încercările „de a defini criteriile pentru recunoașterea fosilelor adevărate din roci foarte vechi sunt premature, deoarece încă nu știm suficient despre modul în care procesele nonbiologice imită fosilele adevărate”.

Este o problemă din ce în ce mai urgentă cu mizele în creștere, deoarece roverul Perseverance al NASA este pe cale să se așeze pe Marte pentru a începe o nouă căutare pentru urme de viață în rocile antice (SN: 7/28/20), el adauga. „Paleontologii și oamenii de știință din explorarea Marte ar trebui să ia [this study] foarte serios.”