Chỉ một tỷ năm sau khi Trái đất hình thành, sự sống của vi sinh vật đã phát triển mạnh, các nhà khoa học cho biết.
Phân tích các dấu vết hữu cơ được lưu giữ trong các tảng đá cổ xưa của Úc - trong số những cây lâu đời nhất Trái đất - đã tiết lộ một "bức ảnh hoàn hảo" về sự sống của vi sinh vật cách đây 3,5 tỷ năm, các nhà nghiên cứu cho biết trong một tuyên bố.
Mặc dù các vi khuẩn riêng lẻ quá nhỏ để có thể nhìn thấy bằng mắt thường, hàng triệu vi sinh vật có thể hóa thạch lại với nhau để tạo thành các đặc điểm lớn hơn được nhúng trong đá, được gọi là stromatolites. Nhiều cấu trúc trong số này được bảo tồn trong Hệ tầng Dresser của Tây Úc. Mặc dù một số nhà địa chất không tin rằng stromatolites đại diện cho cuộc sống cổ đại, một nghiên cứu mới đưa ra "bằng chứng đặc biệt" về nguồn gốc hữu cơ của stromatolites, các nhà nghiên cứu gần đây đã báo cáo.
Kể từ khi được phát hiện vào những năm 1980, các stromatolites Dresser Formation đã đặt ra một câu đố điên rồ mà các nhà khoa học đã tìm cách giải quyết: Có phải các sinh vật sống tạo ra các cấu trúc? Hoặc là một số bàn tay phi sinh học tại nơi làm việc?
Bởi vì các stromatolite đã bị phơi nhiễm trong hàng tỷ năm, thời tiết đã gây tổn thất nặng nề, xóa thông tin hóa học có thể liên kết stromatolite với các sinh vật sống một lần, tác giả nghiên cứu chính của Raphael Baumgartner, một nghiên cứu viên của Trường Sinh học, Trái đất và Môi trường cho biết. Khoa học tại Đại học New South Wales (UNSW) tại Úc.
Hơn nữa, các quá trình địa chất nhất định có thể định hình các cấu trúc khoáng sản gần giống với các sinh vật bị bỏ lại phía sau và thậm chí các chuyên gia có thể khó có thể phân biệt chúng, Baumgartner nói với Live Science trong email.
Thế là các nhà khoa học đào sâu. Họ đã khoan hàng chục mét dưới bề mặt đá để lấy mẫu stromatolite không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, theo nghiên cứu. Trong các mẫu đó, họ đã tìm thấy các sợi vật liệu hữu cơ liên quan đến thảm vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện tĩnh mạch pyrite - một khoáng chất còn được gọi là vàng của kẻ ngốc - chứa các hạt chất hữu cơ nhỏ. Điều này thường chỉ xảy ra khi các sinh vật phân hủy và chất hữu cơ được thay thế bằng pyrite, Baumgartner nói.
"Tất cả điều này được hỗ trợ bởi các phân tích hóa học, bao gồm phân tích đồng vị carbon hữu cơ rõ ràng chỉ ra sinh khối," ông nói.
"Chất lượng cao, bằng chứng súng hút thuốc"
Điều gì trong món súp nguyên thủy của Trái đất kết hợp để nấu chín đời sống vi sinh vật sớm? Dấu vết than chì trong một zircon có niên đại 4,1 tỷ năm trước gợi ý rằng ít nhất một thành phần quan trọng của sự sống - carbon - đã tồn tại chỉ trong vài triệu năm sau khi hình thành Trái đất. Một thành phần khác có lẽ là xyanua, có thể đã di chuyển đến Trái đất non trên các thiên thạch nguyên thủy, gây ra các phản ứng hóa học cuối cùng tạo ra các tế bào sống, Live Science trước đó đã báo cáo.
Trong khi vi khuẩn có thể đã bắt đầu xuất hiện hàng tỷ năm trước, động vật mất nhiều thời gian hơn để tiến hóa. Bằng chứng lâu đời nhất về đời sống động vật - hóa chất được bảo quản từ các cơ thể mềm đã biến mất từ lâu - có niên đại từ 635 triệu đến 680 triệu năm trước, và được cho là thuộc về một người họ hàng cổ xưa của bọt biển hiện đại.
Ba tuổi như stromatolites của Úc có thể, bằng chứng được bảo tồn khác có thể đại diện cho cuộc sống thậm chí già hơn, Baumgartner nói. Năm 2017, một nhóm các nhà nghiên cứu khác đã xác định bằng chứng vi khuẩn hóa thạch ở Canada có thể từ 3,77 tỷ đến 4,29 tỷ năm tuổi. Đồng tác giả nghiên cứu và giáo sư UNSW Martin Van Kranendonk cũng đang điều tra stromatolites ở Greenland có thể 3,7 tỷ năm tuổi - nhưng liệu chúng có được tạo ra bởi các sinh vật sống hay không "đang bị tranh cãi trong tài liệu", theo Baumgartner.
"Vấn đề là những tảng đá của Greenland đã trải qua rất nhiều biến đổi và biến dạng ở nhiệt độ cao," ông giải thích. Trong hàng tỷ năm, bất kỳ dấu vết nào của vật liệu hữu cơ giống với những gì được tìm thấy trong stromatolites của Úc có thể đã bị phá hủy hoàn toàn, khiến cho việc chứng minh rằng các cấu trúc Greenland được hình thành bởi các vi khuẩn là rất khó khăn.
"Điều rất quan trọng đối với những khám phá về stromatolites Dresser Formation của chúng tôi là chúng tôi đã thiết lập một chuẩn mực với bằng chứng súng hút thuốc chất lượng cao, trong các mẫu được bảo quản đặc biệt ít bị ảnh hưởng kể từ khi chúng hình thành," Baumgartner nói.
Những phát hiện được công bố ngày 25 tháng 9 trên tạp chí Địa chất.
