Maaelul on olnud pikk ja tormiline ajalugu. Teadlaste hinnangul tekkisid esimesed üherakulised eluvormid umbes 4 miljardit aastat tagasi, vaid 500 miljonit aastat pärast planeedi Maa moodustumist. Archean Eoni (4–2,5 miljardit aastat tagasi) järgi on arvatavasti tekkinud mitmerakulised eluvormid. Selliste organismide (Archaea) olemasolu on järeldatud iidsetes kivimites leiduvatest süsiniku isotoopidest, kuid fossiilide kohta on tõendusmaterjali jäänud vähe.
Kõik see on muutunud tänu hiljutisele uuringule, mille viis läbi teadlaste meeskond UCLA-st ja Wisconsini-Madisoni ülikoolist. Pärast Lääne-Austraalia iidsete kivimiproovide uurimist tegi meeskond kindlaks, et need sisaldavad 3,446 miljardi aasta vanuste mitmesuguste organismide kivistunud jäänuseid. Kombineerituna hiljutiste eksoplaneedi avastustega, tugevdab see uurimus teooriat, et universumis on elu küllaga.
Uuring pealkirjaga “SIMS-analüüsid vanimate teadaolevate mikrofossiilide kogumi kohta dokumenteerivad nende taksonitega korrelatsioonisüsiniku isotoopide koostisi” ilmus hiljuti Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised. Nagu uurimisrühm osutas, koosnes nende uuring süsiniku isotoobi analüüsist 11 mikroobide fossiilide kohta, mis on võetud ~ 3,465 miljoni aasta vanusest Lääne-Austraalia Apex Chertist.
Need 11 fossiili olid oma olemuselt mitmekesised ja teadlased jagasid nad näilise bioloogilise funktsiooni põhjal viide liigirühma. Kui kahel fossiilproovil näib olevat toimunud fotosünteesi primitiivne vorm, siis teine nähtavasti tekitas metaangaasi. Ülejäänud kaks näivad olevat metaanitarbijad, keda nad kasutasid oma rakuseinte ehitamiseks ja hooldamiseks (sarnaselt sellele, kuidas imetajad rasva kasutavad).
Nagu UCLA kolledži paleobioloogia professor ja uuringu juhtiv autor J. William Schopf osutas UCLA uudistesaali pressiteates:
„3,446 miljardi aasta eest oli elu Maal juba mitmekesine; see on selge - primitiivsed fotosüntesaatorid, metaanitootjad, metaanitarbijad. Need on esimesed andmed, mis näitavad sel ajal Maa ajaloos väga erinevaid organisme ja meie varasemad uuringud on näidanud, et ka väävli tarvitajaid oli 3,4 miljardit aastat tagasi.
See uuring, mis on kõigi aegade kõige üksikasjalikum iidsete fossiilidena säilinud mikroorganismide kohta, põhineb tööl, mida Schopf ja tema kaastöötajad on teinud juba üle kahe aastakümne. 1993. aastal viisid Schopf ja teine teadlaste meeskond läbi uuringu, milles kirjeldati esmakordselt seda tüüpi fossiile. Sellele järgnes 2002. aastal veel üks uuring, mis kinnitas nende bioloogilist päritolu.
Selles viimases uuringus tuvastas Schopf ja tema meeskond, millised organismid nad on ja kui keerulised nad on. Selleks analüüsisid nad mikroorganisme, kasutades meetodit nimega Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), mis näitab süsiniku-12 ja süsiniku-13 suhet. Kui süsinik-12 on stabiilne ja looduses levinuim tüüp, siis süsinik-13 on vähem levinud, kuid sama stabiilne isotoop, mida kasutatakse orgaanilise keemia uuringutes.
Eraldades süsiniku igast fossiilist selle koostisosade isotoopideks ja määrates nende suhted, suutis meeskond järeldada, kui kaua mikroorganismid elasid, ja kuidas nad elasid. Selle ülesande täitsid Wisconsini teadlased, keda juhtis professor John Valley. "Süsiniku isotoopide suhete erinevused korreleeruvad nende kujuga," ütles Valley. "Nende suhted C-13-C-12 on iseloomulikud bioloogiale ja metaboolsele funktsioonile."
Praeguse teadusliku konsensuse kohaselt polnud kaugelearenenud fotosüntees veel arenenud ja hapnik ilmnes Maal alles 500 miljonit aastat hiljem. 2 miljardit aastat tagasi hakkasid hapniku gaaside kontsentratsioonid kiiresti tõusma. See tähendab, et need fossiilid, mis olid umbes 1 miljard aastat pärast Maa moodustumist, oleksid elanud ajal, mil nende atmosfääris oli vähe hapnikku.
Arvestades, et hapnik oleks seda tüüpi primitiivsete fotosüntesaatorite jaoks mürgine, on nad tänapäeval üsna haruldased. Tegelikult võib neid leida ainult kohtades, kus on piisavalt valgust, kuid puudub hapnik - midagi, mida kombinatsioonis leidub harva. Veelgi enam, kivimid ise tekitasid suurt huvi, kuna Maa pinnale avatud kivimite keskmine eluiga on vaid umbes 200 miljonit aastat.
Kui Shopf oma karjääri alustas, olid vanimad teadaolevad rokiproovid 500 miljonit aastat vanad. See tähendab, et tema ja tema meeskonna uuritud fossiile kandvad kivimid on nii vanad, kui kivimid Maalt saada võivad. Kivistunud elu leidmine sellistes iidsetes proovides näitab, et varajane Archaen Eon oli Maal juba arenenud mitmekesiseid organisme ja elutsüklit - seda kahtlustasid teadlased kuni selle ajani.
Need leiud mõjutavad loomulikult seda, kuidas ja millal elu Maal tekkis. Uurimisel on ka väljaspool Maad mõju, kuna see näitab, et elu tekkis siis, kui Maa oli veel väga noor ja primitiivses olekus. Seetõttu pole vähetõenäoline, et sarnane protsess on toimunud ka mujal universumis. Nagu Schopf selgitas:
„See ütleb meile, et elu pidi olema alanud oluliselt varem ja see kinnitab, et primitiivsel elul polnud keeruline areneda ja areneda arenenumateks mikroorganismideks. Kuid kui tingimused on sobivad, näib, et elu universumis peaks olema laialt levinud. ”
See uuring sai võimalikuks tänu NASA Astrobioloogia Instituudi rahastamisele. Tulevikku vaadates osutas Schopf, et sama fossiilide seni kasutatud tehnoloogiat kasutatakse tõenäoliselt NASA meeskonna poolt Marsile saadetud missiooni poolt tagasi toodud kivide uurimiseks. See missioon on kavandatud 2030 - ndate aastate jaoks Mars 2020 Rover ja viies nad Maale tagasi analüüsimiseks.
