Bằng chứng sớm nhất về sự sống trên Trái đất phát sinh giữa những tảng đá lâu đời nhất còn được bảo tồn trên hành tinh.
Trái đất khoảng 4,5 tỷ năm tuổi, nhưng những tảng đá cổ xưa nhất vẫn còn tồn tại từ 4 tỷ năm trước. Không lâu sau khi hồ sơ đá bắt đầu, bằng chứng trêu ngươi về sự sống xuất hiện: Một tập hợp hóa thạch giống như dây tóc từ Úc, được báo cáo trên tạp chí Astrobiology năm 2013, có thể là phần còn lại của một thảm vi khuẩn có thể đã lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời khoảng 3,5 tỷ năm trước. Một ứng cử viên khác cho cuộc sống lâu đời nhất của thế giới là một tập hợp các tảng đá ở Greenland có thể chứa hóa thạch của các khuẩn lạc cyanobacteria 3,7 tỷ năm tuổi, tạo thành các cấu trúc xếp lớp gọi là stromatolites.
Một số nhà khoa học đã tuyên bố nhìn thấy bằng chứng về sự sống trong những tảng đá 3,8 tỷ năm tuổi từ đảo Akilia, Greenland. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo lần đầu tiên vào năm 1996 trên tạp chí Nature rằng các đồng vị (dạng của một nguyên tố có số lượng neutron khác nhau) trong các loại đá này có thể chỉ ra hoạt động trao đổi chất cổ xưa của một số vi khuẩn bí ẩn. Những phát hiện này đã được tranh luận sôi nổi kể từ đó - như trên thực tế, có tất cả các tuyên bố về cuộc sống sớm.
Gần đây nhất, các nhà khoa học đã báo cáo trên tạp chí Nature rằng họ đã phát hiện ra các vi hạt ở Canada có thể từ 3,77 tỷ đến 4,29 tỷ năm tuổi, một tuyên bố sẽ đẩy nguồn gốc sự sống đến rất nhanh sau khi Trái đất hình thành lần đầu tiên. Các hóa thạch giống như dây tóc chứa các tín hiệu hóa học có thể báo trước sự sống, nhưng thật khó để chứng minh rằng chúng có, các nhà nghiên cứu không tham gia vào nghiên cứu nói với Live Science. Thật khó để chứng minh rằng hóa thạch được tìm thấy trong các tảng đá cổ xưa nhất thiết phải là cổ xưa; Các chất lỏng đã xâm nhập vào các vết nứt trên đá và có thể đã cho phép các vi khuẩn mới hơn xâm nhập vào đá cũ. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng samarium-neodymium có niên đại tối đa 4,29 tỷ cho hóa thạch. Phương pháp này, sử dụng sự phân rã của một nguyên tố đất hiếm thành một nguyên tố đất hiếm khác, có thể đo tuổi của magma hình thành nên các khối đá chứ không phải là chính các tảng đá, một vấn đề cũng gây ra những tuyên bố về những tảng đá lâu đời nhất của Trái đất.
Tuy nhiên, thực tế là bằng chứng gợi ý về sự sống nảy sinh ngay khi bản ghi âm đá bắt đầu đặt ra một câu hỏi, Đại học California, Los Angeles, nhà hóa học Elizabeth Bell cho biết trong cuộc nói chuyện của SETI vào tháng 2 năm 2016: Đây có phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên hay không về cuộc sống mà tàn dư biến mất cùng với những tảng đá cổ xưa nhất hành tinh?
Khoảng thời gian xảy ra trước khi bản ghi âm đá bắt đầu được gọi là Hadean. Đó là một thời gian cực đoan, khi các tiểu hành tinh và thiên thạch đập vào hành tinh. Bell và các đồng nghiệp của cô cho biết họ có thể có bằng chứng cho thấy cuộc sống nảy sinh trong khoảng thời gian rất khó chịu này. Năm 2015, nhóm nghiên cứu đã báo cáo phát hiện ra than chì, một dạng carbon, trong các tinh thể zircon 4,1 tỷ năm tuổi. Tỷ lệ các đồng vị trong than chì cho thấy nguồn gốc sinh học, Bell và các đồng nghiệp của cô đã viết trong tạp chí Proceedings of the National Academy of Science.
"Có một số sự hoài nghi, được bảo hành," Bell nói với Live Science. Thiên thạch hoặc các quá trình hóa học có thể đã gây ra các tỷ lệ carbon kỳ lạ, vì vậy một mình các đồng vị không phải là bằng chứng của sự sống. Kể từ khi xuất bản bài báo năm 2015, Bell cho biết, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy thêm một số tạp chất carbon hiếm, mà các nhà khoa học hy vọng sẽ sớm phân tích.
Từ những gì được biết đến trong thời kỳ này, sẽ có nước lỏng trên hành tinh, Bell nói với Live Science trong một cuộc phỏng vấn. Có thể có đá granit, lớp vỏ giống như lục địa, mặc dù điều đó gây tranh cãi, cô nói. Bất kỳ sự sống nào có thể tồn tại sẽ là một prokaryote (một sinh vật đơn bào không có nhân liên kết màng hoặc các bào quan tế bào), Bell nói thêm. Nếu có lớp vỏ lục địa trên Trái đất vào thời điểm đó, cô nói, prokaryote có thể có nguồn khoáng chất dinh dưỡng như phốt pho.
Một cách tiếp cận khác nhau để săn lùng cuộc sống ban đầu của Trái đất cho thấy các lỗ thông thủy nhiệt đại dương có thể đã lưu trữ những sinh vật sống đầu tiên. Trong một bài báo xuất bản vào tháng 7 năm 2016 trên tạp chí Nature Microbiology, các nhà nghiên cứu đã phân tích prokaryote để tìm protein và gen chung cho tất cả các sinh vật này, có lẽ là tàn dư cuối cùng của Tổ tiên chung phổ biến cuối cùng (LUCA) - họ hàng được chia sẻ đầu tiên từ đó cuộc sống ngày nay hạ xuống.
Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy 355 protein được chia sẻ bởi tất cả các dòng dõi vi khuẩn và vi khuẩn. Dựa trên những protein đó, các nhà nghiên cứu đã xây dựng lại một cái nhìn về bộ gen của LUCA, gợi ý rằng nó sống trong môi trường kỵ khí (không có oxy). Nếu đó là trường hợp, cuộc sống đầu tiên của Trái đất (hoặc ít nhất là cuộc sống đầu tiên để lại hậu duệ) sẽ giống như các vi khuẩn tụ lại quanh các lỗ thông hơi dưới biển sâu ngày nay, các nhà nghiên cứu cho biết.
