اكتشف العلماء حفريات دقيقة قديمة في غرب أستراليا، مما يوفر رؤى جديدة حول ظهور الحياة المعقدة خلال حدث الأكسدة العظيم. هذه النتائج، التي تظهر أوجه التشابه مع الطحالب، يمكن أن تعيد تعريف فهمنا لتطور الحياة وإمكانية وجود أشكال الحياة المعقدة في الكون.
تشير الأحافير الدقيقة المكتشفة في غرب أستراليا إلى قفزة كبيرة في تعقيد الحياة خلال حدث الأكسدة الكبير، مما يشير إلى التطور المبكر للكائنات المعقدة مثل الطحالب.
قد تعكس الحفريات الدقيقة من غرب أستراليا زيادة في تعقيد الحياة تزامنت مع زيادة الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض والمحيطات، وفقا لفريق دولي من العلماء.
النتائج نشرت في المجلة الجيولوجياتوفر هذه الصورة نافذة نادرة على حدث الأكسدة العظيم، الذي حدث منذ حوالي 2.4 مليار سنة عندما زاد تركيز الأكسجين على الأرض، مما أدى إلى تغيير سطح الكوكب بشكل أساسي. ويعتقد العلماء أن هذا الحدث أدى إلى انقراض جماعي وفتح الباب أمام تطور حياة أكثر تعقيدا، لكن لم يكن هناك سوى القليل من الأدلة المباشرة في السجل الأحفوري قبل اكتشاف الأحافير الدقيقة الجديدة.
توجد الأحافير الدقيقة في صوان أسود مثل تلك التي تظهر هنا. الائتمان: إيريكا بارلو
أول دليل مباشر يربط بين التغير البيئي والحياة المعقدة
وقالت المؤلفة المقابلة إيريكا بارلو، أستاذة الأبحاث المنتسبة في قسم علوم الأرض من ولاية بنسلفانيا: “ما نعرضه هو أول دليل مباشر يربط البيئة المتغيرة خلال حدث الأكسدة الكبير بزيادة تعقيد الحياة”. “إنها فرضية تم طرحها، ولكن هناك عدد قليل جدًا من الحفريات التي لم نتمكن من اختبارها.”
المقارنة مع الكائنات الحية والطحالب الحديثة
وقال العلماء إنه بالمقارنة مع الكائنات الحية الحديثة، فإن الأحافير الدقيقة تبدو وكأنها نوع من الطحالب أكثر من كونها حياة بدائية النواة أبسط – كائنات مثل البكتيريا، على سبيل المثال – التي كانت موجودة قبل حدث الأكسدة الكبير. الطحالب، مثل جميع النباتات والحيوانات الأخرى، هي كائنات حقيقية النواة، وهي حياة أكثر تعقيدًا تحتوي خلاياها على نواة محاطة بغشاء.
وقال العلماء إن هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحديد ما إذا كانت الأحافير الدقيقة قد خلفتها كائنات حقيقية النواة، لكن هذا الاحتمال سيكون له آثار كبيرة. وهذا من شأنه أن يدفع السجل المعروف للأحافير الدقيقة حقيقية النواة بمقدار 750 مليون سنة.
منطقة هامرسلي، وهي منطقة جبلية في غرب أستراليا، حيث نفذ الباحثون عملهم. الائتمان: إيريكا بارلو
وقال بارلو: “تظهر الأحافير الدقيقة تشابها ملحوظا مع عائلة حديثة تسمى فولفوكاسيا”. “هذا يشير إلى أن الحفرية يمكن أن تكون أحفورة بدائية حقيقية النواة. يعد هذا ادعاءً كبيرًا ويحتاج إلى المزيد من العمل، ولكنه يثير سؤالًا مثيرًا للمجتمع للبناء عليه واختباره.
اكتشفت بارلو الصخرة التي تحتوي على الحفريات أثناء إجراء بحثها الجامعي في جامعة نيو ساوث ويلز (USNW) في أستراليا. قامت بتنفيذ العمل الحالي كجزء من عملها للحصول على الدكتوراه في جامعة نيو ساوث ويلز ثم عندما كانت باحثة ما بعد الدكتوراه في ولاية بنسلفانيا.
الآثار والبحوث المستقبلية
وقال كريستوفر هاوس، أستاذ علوم الأرض في ولاية بنسلفانيا والمؤلف المشارك للدراسة: “هذه الحفريات المحددة محفوظة بشكل جيد بشكل ملحوظ، مما سمح بإجراء دراسة مشتركة لمورفولوجيتها وتكوينها وتعقيدها”. “تفتح النتائج نافذة كبيرة على المحيط الحيوي المتطور منذ مليارات السنين.”
وقام العلماء بتحليل التركيب الكيميائي والتركيب النظائري للكربون للأحافير الدقيقة، وتوصلوا إلى أن الكربون تم إنشاؤه بواسطة كائنات حية، مؤكدين أن الهياكل كانت بالفعل حفريات بيولوجية. واكتشفوا أيضًا معلومات حول الموائل والتكاثر والتمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة.
قارن بارلو العينات بالحفريات الدقيقة قبل حدث الأكسدة الكبير ولم يتمكن من العثور على أي كائنات حية مماثلة. وقالت إن الأحافير الدقيقة التي عثرت عليها كانت أكبر حجما ولها ترتيبات خلوية أكثر تعقيدا.
وقال بارلو: “يبدو أن السجلات تكشف عن انفجار في الحياة، ونحن نشهد زيادة في تنوع وتعقيد هذه الحياة المتحجرة”.
وقال بارلو إنه بالمقارنة مع الكائنات الحية الحديثة، تظهر الأحافير الدقيقة أوجه تشابه واضحة مع مستعمرات الطحالب، بما في ذلك شكل وحجم وتوزيع المستعمرة والخلايا الفردية والأغشية حول الخلية والمستعمرة.
وقال بارلو: “إن لديهم تشابها ملحوظا، ومن خلال طريقة المقارنة هذه، يمكننا القول أن هذه الحفريات كانت معقدة نسبيا”. “لا يوجد شيء مثل ذلك في السجل الأحفوري، ومع ذلك فهي تحتوي على بعض أوجه التشابه المذهلة مع الطحالب الحديثة.”
آثار أوسع لفهم الحياة على الأرض وخارجها
وقال العلماء إن هذه النتائج لها آثار على المدة التي استغرقتها الحياة المعقدة لتتشكل على الأرض المبكرة – أول دليل غير مثير للجدل على الحياة كان قبل 3.5 مليار سنة – وما يمكن أن يكشفه البحث عن الحياة في مكان آخر في النظام الشمسي.
قال بارلو: “أعتقد أن العثور على مثل هذه الحفرية الكبيرة والمعقدة، في وقت مبكر نسبيًا من تاريخ الحياة على الأرض، يجعلنا نتساءل: إذا وجدنا حياة في مكان آخر، فقد لا تكون مجرد حياة بكتيرية بدائية النواة”. . “قد تكون هناك فرصة للحفاظ على شيء أكثر تعقيدًا – حتى لو كان لا يزال مجهريًا، فقد يكون شيئًا ذو ترتيب أعلى قليلاً.”
المرجع: “أحفورة مجهرية مميزة تدعم صعود حقب الحياة القديمة في تنظيم خلوي معقد” بقلم إيريكا في. بارلو، وكريستوفر إتش هاوس، ومينغ تشانغ ليو، وماكسويل تي ويذرينجتون، ومارتن جيه فان كرانندونك، 6 أكتوبر 2023، الجيولوجيا.
دوى: 10.1111/gbi.12576
كما ساهم ماكسويل ويذرينجتون، وهو عالم في ولاية بنسلفانيا؛ ومينغ تشانغ ليو، عالم في مختبر لورانس ليفرمور الوطني؛ ومارتن فان كرانندونك، الأستاذ بجامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا.
مجلس البحوث الأسترالي، ناسا وقامت المؤسسة الوطنية للعلوم بتمويل هذا العمل.
