ชีวิตบนโลกมีประวัติศาสตร์อันยาวนานและปั่นป่วน นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าประมาณ 4 พันล้านปีก่อนเพียง 500 ล้านปีหลังจากดาวเคราะห์โลกก่อตัวขึ้นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเกิดขึ้นครั้งแรก โดย Archean Eon (4 ถึง 2.5 พันล้านปีก่อน) เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์หลายเซลล์เกิดขึ้น ในขณะที่การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต (Archaea) ได้รับการสรุปจากไอโซโทปคาร์บอนที่พบในหินโบราณหลักฐานฟอสซิลยังคงเข้าใจยาก
ทั้งหมดนี้มีการเปลี่ยนแปลงต้องขอบคุณการศึกษาล่าสุดที่ดำเนินการโดยทีมนักวิจัยจาก UCLA และมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน หลังจากตรวจสอบตัวอย่างหินโบราณจากรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียทีมได้พิจารณาแล้วว่าพวกเขามีซากฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตหลากหลายที่มีอายุ 3,658 ล้านปี เมื่อรวมกับการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเมื่อไม่นานมานี้การศึกษานี้ทำให้ทฤษฎีที่ว่าชีวิตมีอยู่อย่างมากมายในจักรวาล
การศึกษาในหัวข้อ“ การวิเคราะห์ SIMS ของกลุ่มที่รู้จักกันที่เก่าแก่ที่สุดของ microfossils เอกสารประกอบไอโซโทปคาร์บอนที่มีความสัมพันธ์ทางอนุกรมวิธานของพวกมัน” เมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฏอยู่ใน การดำเนินการของ National Academy of Sciences. ดังที่ทีมวิจัยระบุว่าการศึกษาของพวกเขาประกอบด้วยการวิเคราะห์ไอโซโทปคาร์บอนของฟอสซิลจุลินทรีย์ 11 ตัวอย่างที่นำมาจาก Apex Chert ของชาวออสเตรเลียตะวันตก 3,465 ล้านปี
ฟอสซิลทั้ง 11 ชนิดนี้มีความหลากหลายในธรรมชาติและนักวิจัยได้แบ่งพวกมันออกเป็นห้ากลุ่มสปีชีส์ตามหน้าที่ทางชีววิทยาที่ชัดเจน ในขณะที่ตัวอย่างฟอสซิลทั้งสองดูเหมือนว่าได้ทำการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบดั้งเดิม แต่ก็มีก๊าซมีเธนที่ผลิตออกมาอย่างชัดเจน ส่วนที่เหลืออีกสองรายดูเหมือนจะเป็นผู้บริโภคมีเธนซึ่งพวกเขาเคยสร้างและดูแลผนังเซลล์ (คล้ายกับว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมใช้ไขมันอย่างไร)
ในฐานะที่เป็น J. William Schopf ศาสตราจารย์ด้านบรรพชีวินวิทยาในวิทยาลัย UCLA และผู้เขียนหลักในการศึกษาระบุไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ของ UCLA Newsroom:
“ เมื่อ 3.465 พันล้านปีก่อนชีวิตมีความหลากหลายบนโลก นั่นคือการสังเคราะห์ด้วยแสงดั้งเดิมผู้ผลิตมีเทนผู้ใช้มีเทน นี่เป็นข้อมูลแรกที่แสดงสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายในเวลานั้นในประวัติศาสตร์โลกและการวิจัยก่อนหน้าของเราแสดงให้เห็นว่ามีผู้ใช้กำมะถันเมื่อ 3.4 พันล้านปีก่อนเช่นกัน
การศึกษานี้ซึ่งมีรายละเอียดมากที่สุดที่เคยมีการดำเนินการเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่เก็บรักษาไว้เป็นซากดึกดำบรรพ์โบราณสร้างขึ้นจากงานที่ Schopf และผู้ร่วมงานของเขาปฏิบัติกันมานานกว่าสองทศวรรษ ย้อนกลับไปในปี 1993 Schopf และทีมนักวิจัยอีกคนทำการศึกษาที่อธิบายฟอสซิลประเภทนี้เป็นครั้งแรก ตามมาในปี 2545 โดยการศึกษาอื่นซึ่งยืนยันแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ
ในการศึกษาล่าสุดนี้ Schopf และทีมของเขาได้สร้างสิ่งมีชีวิตชนิดใดและซับซ้อนอย่างไร ในการทำเช่นนี้พวกเขาวิเคราะห์จุลินทรีย์โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) ซึ่งแสดงอัตราส่วนของคาร์บอน -12 ต่อคาร์บอน -13 ในขณะที่คาร์บอน -12 นั้นมีความเสถียรและชนิดที่พบมากที่สุดในธรรมชาตินั้นคาร์บอน -13 นั้นเป็นไอโซโทปที่มีความเสถียรน้อยกว่า แต่มีความคล้ายคลึงกันที่ใช้ในการวิจัยทางเคมีอินทรีย์
ด้วยการแยกคาร์บอนจากฟอสซิลแต่ละชนิดให้กลายเป็นไอโซโทปที่เป็นส่วนประกอบและการกำหนดอัตราส่วนของพวกมันทีมสามารถสรุปได้ว่าจุลินทรีย์มีอายุการใช้งานนานเท่าไหร่และมีชีวิตอยู่อย่างไร งานนี้ดำเนินการโดยนักวิจัยวิสคอนซินซึ่งนำโดยศาสตราจารย์จอห์นวัลเลย์ “ ความแตกต่างของอัตราส่วนไอโซโทปคาร์บอนมีความสัมพันธ์กับรูปร่างของพวกมัน” วัลเลย์กล่าว “ อัตราส่วน C-13-C-12 ของพวกเขาเป็นลักษณะของชีววิทยาและการเผาผลาญ”
ตามมติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันการสังเคราะห์ด้วยแสงขั้นสูงยังไม่ได้รับการพัฒนาและออกซิเจนจะไม่ปรากฏบนโลกจนกระทั่ง 500 ล้านปีต่อมา เมื่อ 2 พันล้านปีก่อนความเข้มข้นของก๊าซออกซิเจนเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าฟอสซิลเหล่านี้มีอายุประมาณ 1 พันล้านปีหลังจากการก่อตัวของโลกจะมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาที่ออกซิเจนในบรรยากาศมีน้อย
เนื่องจากออกซิเจนจะเป็นพิษต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบดั้งเดิมเหล่านี้พวกมันค่อนข้างหายากในปัจจุบัน ในความเป็นจริงพวกเขาสามารถพบได้ในสถานที่ที่มีแสงสว่างเพียงพอ แต่ไม่มีออกซิเจนซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ค่อยพบในการรวมกัน ยิ่งไปกว่านั้นหินเองก็เป็นที่สนใจอย่างมากเนื่องจากอายุเฉลี่ยของหินที่สัมผัสกับพื้นผิวโลกนั้นมีอายุเพียง 200 ล้านปีเท่านั้น
เมื่อ Shopf เริ่มต้นอาชีพของเขาตัวอย่างหินที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักคือ 500 ล้านปี ซึ่งหมายความว่าหินและซากดึกดำบรรพ์ที่เขาและทีมตรวจสอบนั้นมีความเก่าแก่เหมือนหินบนโลก เพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตในซากดึกดำบรรพ์ในตัวอย่างโบราณแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและวัฏจักรชีวิตได้พัฒนาไปแล้วบนโลกโดย Archaen Eon ยุคแรกสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยเท่านั้นจนถึงจุดนี้
การค้นพบเหล่านี้มีความหมายตามธรรมชาติสำหรับการศึกษาว่าชีวิตเกิดขึ้นบนโลกได้อย่างไรและเมื่อไหร่ นอกเหนือจากโลกการศึกษายังมีความหมายเพราะมันแสดงให้เห็นว่าชีวิตเกิดขึ้นเมื่อโลกยังเด็กมากและอยู่ในสภาพดั้งเดิม ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่กระบวนการแบบเดียวกันนี้เกิดขึ้นที่อื่นในจักรวาล ดังที่ Schopf อธิบาย:
“ สิ่งนี้บอกเราว่าชีวิตจะต้องเริ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญก่อนหน้านี้และยืนยันว่ามันไม่ใช่เรื่องยากสำหรับชีวิตดึกดำบรรพ์ที่จะก่อตัวและพัฒนาไปสู่จุลินทรีย์ที่ก้าวหน้ามากขึ้น แต่ถ้าเงื่อนไขถูกต้องดูเหมือนว่าชีวิตในจักรวาลควรแพร่หลาย”
การศึกษาครั้งนี้เกิดขึ้นได้ด้วยการระดมทุนจากสถาบันโหราศาสตร์นาซ่า เมื่อมองถึงอนาคต Schopf ชี้ให้เห็นว่าเทคโนโลยีแบบเดิมที่เคยใช้มาจนถึงปัจจุบันฟอสซิลเหล่านี้น่าจะถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาก้อนหินที่นำกลับมาโดยภารกิจของนาซ่าไปยังดาวอังคาร กำหนดไว้สำหรับ 2030s ภารกิจนี้จะนำมาซึ่งการดึงตัวอย่างที่ได้รับจาก ดาวอังคาร 2020 Rover และนำพวกเขากลับสู่โลกเพื่อการวิเคราะห์
