650 miljoni aasta vanune fossiil. Pildikrediit: Dr J. William Schopf / UCLA. Pilt suuremalt
UCLA paleobioloog J. William Schopf ja tema kolleegid on koostanud kivides säilinud iidsete fossiilide 3D-kujutised - 650–850 miljonit aastat vanad -, mida pole kunagi varem tehtud.
Kui tulevane kosmosemissioon Marsile toob kivid Maa peale tagasi, võiks Schopfi sõnul tema kasutatavad tehnikad, mida nimetatakse konfokaalseks laserskaneerimise mikroskoopiaks ja Ramani spektroskoopiaks, võimaldada teadlastel vaadata kivide sees asuvaid mikroskoopilisi fossiile, et otsida elumärke, näiteks orgaaniliste rakkude seinad. Need tehnikad ei hävitaks kaljusid.
"On hämmastav näha orgaaniliselt säilinud, mikroskoopilisi fossiile kivimi sees ja näha neid mikroskoopilisi fossiile kolmes mõõtmes," ütles Schopf, kes on ka geoloog, mikrobioloog ja orgaaniline geokeemik. „Ligi miljard aastat tagasi elanud organismide biokeemiast on väga raske saada teavet ja see (konfokaalne mikroskoopia ja Ramani spektroskoopia) annab teile selle. Näete rakke konfokaalses mikroskoopias ja Ramani spektroskoopia annab teile keemia.
“Saame vaadata fossiili alla, näha seda ülalt, külgedelt ja pöörata ümber; me ei saaks seda teha ühegi teise tehnikaga, kuid nüüd saame seda teha konfokaalse laserskaneerimise mikroskoopia tõttu. Lisaks, kuigi fossiilid on erakordselt pisikesed, on pildid teravad ja karged. Nii näeme, kuidas fossiilid on miljonite aastate jooksul lagunenud, ja saame teada, mis on tõelised bioloogilised omadused ja mida aja jooksul on muudetud. ”
Tema uurimistöö avaldatakse ajakirja Astrobiology jaanuarinumbris, kus ta kirjeldab iidsete fossiilide konfokaalse mikroskoopia tulemusi. (Ta avaldas 2005. aastal ajakirjas Geobiology iidsete fossiilide 3D-pildid Ramani spektroskoopia abil.)
Alates oma esimesest aastast Harvardi kraadiõppurina 1960ndatel oli Schopfi eesmärk viia läbi kivimi üksiku mikroskoopilise fossiili keemiline analüüs, kuid seni polnud tal selleks tehnikat.
"Olen seda tahtnud teha 40 aastat, kuid varem polnud seda kuidagi olnud," ütles Schopf, esimene teadlane, kes kasutas konfokaalset mikroskoopiat selliste iidsetesse kivimitesse kinnistunud fossiilide uurimiseks. Ta on UCLA geofüüsika instituudi ja planeedifüüsika keskuse direktor evolutsiooni ja elu päritolu uurimiseks.
Ramani spektroskoopia, tehnika, mida kasutavad peamiselt keemikud, võimaldab teil näha iidsete mikroorganismide molekulaarset ja keemilist struktuuri kolmes mõõtmes, paljastades, millest fossiilid on valmistatud, ilma proove hävitamata. Ramani spektroskoopia võib aidata tõestada, kas fossiilid on bioloogilised, ütles Schopf. See meetod hõlmab mikroskoobi abil laserile suunatud proovi; suurem osa laservalgust on hajutatud, kuid fossiil neelab väikese osa sellest.
Schopf on esimene teadlane, kes kasutas seda tehnikat iidsete mikroskoopiliste fossiilide analüüsimiseks. Ta avastas, et fossiilide koostis on muutunud; lämmastik, hapnik ja väävel eemaldati, jättes süsiniku ja vesiniku.
Konfokaalse mikroskoopia abil kasutatakse fossiilide orgaaniliste seinte fluorestseerumiseks fokuseeritud laserkiirt, mis võimaldab neid vaadelda kolmes mõõtmes. See tehnika, mida bioloogid kasutasid elusate rakkude sisemise töö uurimiseks, on geoloogias uus asi.
Iidsed mikroorganismid on tiigi saast, mis on varasemas elus, palja silmaga nägemiseks liiga väikesed.
Schopfi UCLA kaasautorite hulka kuuluvad geoloogia magistrandid Abhishek Tripathi ja Andrew Czaja ning vanemteadur Anatoliy Kudryavtsev. Uuringuid rahastab NASA.
Schopf on ajakirjade "Maa varaseim biosfäär" ja "Proterosoikumne biosfäär: multidistsiplinaarne uurimus" toimetaja kaasraamatud, mis pakuvad kõige põhjalikumaid teadmisi maakera ajaloo rohkem kui 4 miljardi aasta kohta päikesesüsteemi kujunemisest 4,6 miljardit aastat tagasi sündmustele pool miljardit aastat tagasi.
Algne allikas: UCLA pressiteade
