ฟอสซิลอายุ 650 ล้านปี เครดิตภาพ: Dr. J. William Schopf / UCLA คลิกเพื่อดูภาพขยาย
นักบรรพชีวินวิทยาจาก UCLA J. William Schopf และเพื่อนร่วมงานได้ผลิตภาพฟอสซิลโบราณ 3 มิติ - 650 ล้านถึง 850 ล้านปี - เก็บรักษาไว้ในหินซึ่งเป็นความสำเร็จที่ไม่เคยมีมาก่อน
หากภารกิจอวกาศในอนาคตไปยังดาวอังคารนำหินกลับมาสู่โลก Schopf กล่าวว่าเทคนิคที่เขาใช้เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์เลเซอร์สแกน confocal และ Raman spectroscopy สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มองดูซากดึกดำบรรพ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ภายในหินเพื่อค้นหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิตเช่น ผนังเซลล์อินทรีย์ เทคนิคเหล่านี้จะไม่ทำลายหิน
“ มันน่าประหลาดใจที่เห็นซากดึกดำบรรพ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่เก็บรักษาไว้ภายในหินและดูฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้ในสามมิติ” Schopf ซึ่งเป็นนักธรณีวิทยาจุลชีววิทยาและนักธรณีวิทยาอินทรีย์กล่าว “ มันยากมากที่จะเข้าใจถึงชีวเคมีของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่เกือบพันล้านปีก่อนและสิ่งนี้ (กล้องจุลทรรศน์ confocal และ Raman spectroscopy) มอบให้คุณ คุณเห็นเซลล์ในกล้องจุลทรรศน์ confocal และสเปคโทรรามันให้คุณเคมี
“ เราสามารถดูใต้ซากดึกดำบรรพ์ดูจากด้านบนจากด้านข้างและหมุนไปรอบ ๆ เราไม่สามารถทำได้ด้วยเทคนิคอื่นใด แต่ตอนนี้เราทำได้เพราะกล้องจุลทรรศน์เลเซอร์สแกนแบบคอนโฟคอล นอกจากนี้แม้ว่าฟอสซิลจะมีขนาดเล็กเหลือเกินภาพก็คมชัดและคมชัด ดังนั้นเราสามารถเห็นได้ว่าซากดึกดำบรรพ์นั้นเสื่อมโทรมไปกว่าล้านปีและเรียนรู้ว่าอะไรคือคุณสมบัติทางชีวภาพที่แท้จริงและสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา”
งานวิจัยของเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrology ฉบับเดือนมกราคมซึ่งเขาได้รายงานผลการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบ confocal microscopy ของฟอสซิลโบราณ (เขาตีพิมพ์ภาพโบราณ 3 มิติของซากดึกดำบรรพ์โบราณในปี 2005 ในวารสาร Geobiology)
ตั้งแต่ปีแรกของเขาในฐานะนักศึกษาปริญญาโทของฮาร์วาร์ดในปี 1960 Schopf มีเป้าหมายในการวิเคราะห์ทางเคมีของซากดึกดำบรรพ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ในหิน แต่ไม่มีวิธีการใดที่จะทำเช่นนั้นได้
“ ฉันต้องการทำสิ่งนี้เป็นเวลา 40 ปี แต่ไม่มีทางทำแบบนี้มาก่อน” Schopf นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลเพื่อศึกษาฟอสซิลที่ฝังอยู่ในหินโบราณดังกล่าว เขาเป็นผู้อำนวยการของสถาบันธรณีฟิสิกส์และดาวเคราะห์ฟิสิกส์ของ UCLA เพื่อการศึกษาวิวัฒนาการและต้นกำเนิดของชีวิต
Raman spectroscopy เทคนิคที่ใช้โดยนักเคมีเป็นหลักช่วยให้คุณเห็นโครงสร้างโมเลกุลและเคมีของจุลินทรีย์โบราณในสามมิติเผยให้เห็นสิ่งที่ฟอสซิลทำโดยไม่ทำลายตัวอย่าง สเปคโทรรามันสามารถช่วยพิสูจน์ได้ว่าฟอสซิลนั้นเป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่ Schopf กล่าว เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับเลเซอร์จากกล้องจุลทรรศน์ที่เน้นไปที่ตัวอย่าง แสงเลเซอร์ส่วนใหญ่กระจัดกระจาย แต่ฟอสซิลส่วนเล็ก ๆ ถูกดูดซับ
Schopf เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้เทคนิคนี้ในการวิเคราะห์ฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบโบราณ เขาค้นพบว่าองค์ประกอบของฟอสซิลเปลี่ยนไป ไนโตรเจนออกซิเจนและกำมะถันถูกกำจัดออกไปโดยปล่อยคาร์บอนและไฮโดรเจน
Confocal microscopy ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มุ่งเน้นเพื่อสร้างผนังอินทรียวัตถุของฟอสซิลเรืองแสงทำให้สามารถดูได้ในสามมิติ เทคนิคที่นักชีววิทยาใช้ในการศึกษาการทำงานภายในของเซลล์มีชีวิตเป็นสิ่งใหม่สำหรับธรณีวิทยา
จุลินทรีย์โบราณคือ "บ่อขยะ" ในช่วงชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดมีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ผู้เขียนร่วม UCLA ของ Schopf รวมถึงนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาธรณีวิทยา Abhishek Tripathi และ Andrew Czaja และนักวิทยาศาสตร์อาวุโส Anatoliy Kudryavtsev การวิจัยได้รับทุนจากองค์การนาซ่า
Schopf เป็นบรรณาธิการของ“ Biosphere ที่เก่าแก่ที่สุดของโลก” และ“ The Biosphere Proterozoic: การศึกษาแบบสหสาขาวิชาชีพ” หนังสือสหายที่ให้ความรู้ที่ครอบคลุมมากที่สุดในประวัติศาสตร์โลกมากกว่า 4 พันล้านปีจากการก่อตัวของระบบสุริยะ 4.6 พันล้านปีก่อน เหตุการณ์ครึ่งพันล้านปีมาแล้ว
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UCLA
