Prima pagină Natura

Un nou studiu ilustrează o altfel de imagine a vieţii de pe Terra de acum 3,5 miliarde de ani

Alexandru Voiculescu 02.18.2019 | ● Vizualizări: 2512
Credit: 123RF     + zoom
Galerie foto (1)

Acum 3,5 miliarde de ani, pe Pământ exista viaţă, dar aceasta abia supravieţuia sau înflorea? Un nou studiu realizat de o echipă internaţională de cercetători condusă de ELSI (Earth-Life Science Institute) din cadrul Tokyo Institute of Technology vine cu noi răspunsuri la această întrebare. Metabolismul microbian este înregistrat în miliarde de ani de acumulări de izotopi de sulf care este în concordanţă cu predicţiile studiului, sugerând că viaţa a înflorit în oceanele străvechi. Folosind aceste date, savanţii pot asocia mai în profunzime înregistrările geochimice cu ecologia.

În prezent, cele mai vechi dovezi ale vieţii microbiene de pe Pământ vin sub forma izotopilor stabili. Elementele chimice din tabelul periodic sunt definite de numărul de protoni din nucleu. Spre exemplu, atomii de hidrogen au un proton, heliul are doi, iar carbonul şase. Alături de protoni, nucleul mai conţine de obicei şi neutroni, care au o masă apropiată de cea a protonilor, dar nu au sarcină electrică. Atomii care conţin acelaşi număr de protoni, dar un număr variabil de neutroni sunt cunoscuţi drept izotopi. Deşi mulţi izotopi sunt radioactivi, deci se dezintegrează în alte elemente, unii nu trec prin astfel de transformări, fiind cunoscuţi ca izotopi stabili. Spre exemplu, izotopii stabili ai carbonului sunt carbon 12 (12C), cu 6 protoni şi 6 neutroni şi carbon 13 (13C), cu 6 protoni şi 7 neutroni, scrie Phys.

Toate organismele, inclusiv oamenii, se hrănesc şi elimină alte substanţe. De obicei, microbii consumă compuşi simpli disponibili în mediul înconjurător. Spre exemplu, asimilează CO2, reprezentând o sursă de carbon pentru a-şi construi celulele. Dioxidul de carbon întâlnit mai mult în natură are 12C, CO2 sub această formă fiind o moleculă mai uşoară decât dioxidul de carbon cu izotopul 13C. De aceea, microbii vor conţine mai mult 12C, fiind semnătura lor izotopică ce poate fi măsurată. Această compoziţie izotopică sau „semnătură” a acestor procese poate fi specifică unor microbi care o produc.

În afară de carbon, există şi alte elemente chimice esenţiale pentru organisme. Spre exemplu, sulful, cu 16 protoni, are trei izotopi stabili: 32S (cu 16 neutroni), 33S (cu 17 neutroni) şi 34S (cu 18 neutroni). Tiparele de izotopi lăsate în urmă de microbi înregistrează istoria metabolismului biologic bazat pe compuşii cu sulf de acum 3,5 miliarde de ani.



Noua metodă revoluţionară pentru căutarea urmelor începutului vieţii

Acest nou studiu scoate la iveală un pas important în metabolismul microbilor care are la bază compuşii cu sulf, clarificând care stări celulare duc la anumite tipuri de fracţionare a izotopilor de sulf. Acest lucru le permite oamenilor de ştiinţă să creeze o legătură între metabolism şi izotopi: prin cunoaşterea modului în care metabolismul schimbă raporturile de izotopi, savanţii pot prezice semnătura izotopică a organismelor lăsate în urmă.

Cercetarea oferă unele dintre primele informaţii cu privire la cât de robustă era metabolizarea organismelor arhaice. Metabolismul microbian al sulfaţilor este înregistrat în raporturile de izotopi înregistrate acum mai bine de 3 miliarde de ani, care sunt în concordanţă cu predicţiile studiului, care sugerează că viaţa era înfloritoare în oceane. Noua lucrare duce la apariţia unui nou domeniu de cercetare, pe care Shawn McGlynn, unul dintre conducătorii studiului, l-a numit „anzimologie evoluţionară şi izotopică”. Folosind acest tip de date, savanţii pot trece şi la alte elemente, precum carbonul şi azotul, legând şi mai mult înregistrările geochimice de metabolism şi ecologie prin înţelegerea evoluţiei enzimelor şi a istoriei Terrei.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Cum a apărut viaţa pe Terra? Vechea teorie este demontată

Acesta să fi fost ''motorul'' vieţii?! Savanţii au identificat o proteină care ar fi existat atunci când a apărut viaţa

Un nou studiu al suprafeţei marţiene arată că Planeta Roşie s-a format mult mai rapid şi mai devreme decât Terra, lucru care creşte şansele ca aceasta să fi avut viaţă

Viaţa pe Terra, posibilă graţie planetelor distruse de o gaură neagră gigant