Một hóa thạch 650 triệu năm tuổi. Tín dụng hình ảnh: Tiến sĩ J. William Schopf / UCLA. Nhấn vào đây để phóng to
Nhà cổ sinh vật học UCLA J. William Schopf và các đồng nghiệp đã tạo ra những hình ảnh 3 chiều về hóa thạch cổ đại - từ 650 triệu đến 850 triệu năm tuổi - được bảo tồn trong đá, một thành tựu chưa từng có trước đây.
Nếu sứ mệnh không gian trong tương lai tới Sao Hỏa đưa đá trở lại Trái đất, Schopf cho biết các kỹ thuật mà ông đã sử dụng, được gọi là kính hiển vi quét laser đồng tiêu và quang phổ Raman, có thể cho phép các nhà khoa học nhìn vào hóa thạch siêu nhỏ bên trong các tảng đá để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống, như vách tế bào hữu cơ. Những kỹ thuật này sẽ không phá hủy các tảng đá.
Schopf, người cũng là một nhà địa chất học, nhà vi trùng học và nhà hóa học hữu cơ cho biết, một phần đáng kinh ngạc khi nhìn thấy một hóa thạch siêu nhỏ được bảo tồn hữu cơ bên trong một tảng đá và nhìn thấy những hóa thạch siêu nhỏ này trong ba chiều. Cất nó rất khó để có được cái nhìn sâu sắc về sinh hóa của các sinh vật sống cách đây gần một tỷ năm, và điều này (kính hiển vi đồng tiêu và quang phổ Raman) cung cấp cho bạn. Bạn thấy các tế bào trong kính hiển vi đồng tiêu và quang phổ Raman cung cấp cho bạn hóa học.
Chúng ta có thể nhìn bên dưới hóa thạch, nhìn từ trên xuống, từ hai bên và xoay nó xung quanh; chúng tôi không thể làm điều đó với bất kỳ kỹ thuật nào khác, nhưng bây giờ chúng tôi có thể, nhờ kính hiển vi quét laser đồng tiêu. Ngoài ra, mặc dù các hóa thạch cực kỳ nhỏ bé, hình ảnh vẫn sắc nét và sắc nét. Vì vậy, chúng ta có thể thấy các hóa thạch đã xuống cấp trong hàng triệu năm và tìm hiểu các đặc điểm sinh học thực sự và những gì đã được thay đổi theo thời gian.
Nghiên cứu của ông được công bố trên tạp chí Astrobiology số tháng 1, trong đó ông báo cáo kết quả kính hiển vi đồng tiêu của hóa thạch cổ đại. (Ông đã công bố hình ảnh 3-D phổ Raman cổ đại về hóa thạch cổ vào năm 2005 trên tạp chí Geobiology.)
Kể từ năm đầu tiên là sinh viên tốt nghiệp Harvard vào thập niên 1960, Schopf đã có mục tiêu tiến hành phân tích hóa học một hóa thạch siêu nhỏ riêng lẻ bên trong một tảng đá, nhưng cho đến nay không có kỹ thuật nào để làm như vậy.
Schopf, nhà khoa học đầu tiên sử dụng kính hiển vi đồng tiêu để nghiên cứu hóa thạch được nhúng trong những tảng đá cổ xưa như vậy, tôi đã muốn làm điều này trong 40 năm. Ông là giám đốc của Viện Vật lý địa vật lý và Hành tinh UCLA về nghiên cứu tiến hóa và nguồn gốc sự sống.
Quang phổ Raman, một kỹ thuật được sử dụng chủ yếu bởi các nhà hóa học, cho phép bạn nhìn thấy cấu trúc phân tử và hóa học của các vi sinh vật cổ đại trong ba chiều, cho thấy những gì hóa thạch được tạo ra mà không phá hủy các mẫu. Quang phổ Raman có thể giúp chứng minh liệu hóa thạch có phải là sinh học hay không, Schopf nói. Kỹ thuật này liên quan đến laser từ kính hiển vi tập trung vào mẫu; hầu hết ánh sáng laser bị tán xạ, nhưng một phần nhỏ bị hóa thạch hấp thụ.
Schopf là nhà khoa học đầu tiên sử dụng kỹ thuật này để phân tích hóa thạch siêu nhỏ cổ đại. Ông phát hiện ra rằng thành phần của hóa thạch đã thay đổi; nitơ, oxy và lưu huỳnh đã được loại bỏ, để lại carbon và hydro.
Kính hiển vi đồng tiêu sử dụng chùm tia laser tập trung để làm cho các bức tường hữu cơ của hóa thạch phát huỳnh quang, cho phép chúng được nhìn trong ba chiều. Kỹ thuật này, lần đầu tiên được sử dụng bởi các nhà sinh học để nghiên cứu hoạt động bên trong của các tế bào sống, là mới đối với địa chất.
Các vi sinh vật cổ xưa là cặn ao ao, trong số những đời đầu tiên, quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Các đồng tác giả của Schopfiến UCLA bao gồm các sinh viên tốt nghiệp địa chất Abhishek Tripathi và Andrew Czaja, và nhà khoa học cao cấp Anatoliy Kudryavtsev. Nghiên cứu được tài trợ bởi NASA.
Schopf là biên tập viên của Sinh quyển sớm nhất Trái đất và Sinh học Proterozoic: Một nghiên cứu đa ngành, những cuốn sách đồng hành cung cấp kiến thức toàn diện nhất về hơn 4 tỷ năm lịch sử của trái đất, từ sự hình thành của hệ mặt trời 4,6 tỷ năm trước đến các sự kiện nửa năm rưỡi tỷ năm trước.
Nguồn gốc: Bản tin UCLA
