Budeme přepisovat učebnice? Život možná vznikl před více než čtyřmi miliardami let

- Příroda autor: Jan Toman

Obývají živé organismy povrch Země daleko déle, než se soudilo? Většina vědců sdílí názor, že pozemský život vznikl krátce po konci bouřlivých událostí provázejících vznik naší planety. Úplně první formy života, jak ho známe, by tedy na svém kontě mohly mít zhruba 3,8 miliardy let a jejich pozůstatky bychom se zdravou dávkou realismu mohli čekat ve vrstvách o pár desítek až stovek milionů let mladších.

Nalezené stopy života v pásu zelenavých břidlic a amfibolitů Nuvvuagittuq

Nalezené stopy života v pásu zelenavých břidlic a amfibolitů Nuvvuagittuq,zdroj: Profimedia.cz

S tím kupodivu souhlasí také řada přímých a nepřímých důkazů. Poslední objevy z hloubi kanadského kontinentálního štítu proto působí jako blesk z čistého nebe. Možné pozůstatky živých organismů zde byly nalezeny v horninách starých minimálně 3,8, ale možná až 4,3 miliardy let!

Hledání ztraceného času

Rozvrh raných dějin Země je poměrně jasný. Naše planeta se definitivně zformovala zhruba před 4,5 miliardami let. Za krátký čas zchladl její povrch natolik, aby udržel tekuté oceány. Poslední překážkou, která bránila definitivnímu uchycení živých organismů, bylo intenzivní bombardování meteory a kometami. To se zklidnilo o nějakých osm set milionů let později.

Pokoušet se o odhad, kdy na Zemi vznikl život, je nicméně velmi obtížné. Studium genetických rozdílů mezi dnešními organismy udává obrovské časové rozmezí a hornin, které pocházejí z prvního období existence naší planety a mohly by tedy nést stopy prvních organismů, je zase velmi málo. Většina zemského povrchu byla od té doby, často i několikrát, přepracována za vysokých teplot a tlaků.

Přesto pozůstatky "novorozeneckého věku" naší planety tu a tam nalezneme. Jedná se o části takzvaných kontinentálních štítů, které tvoří jádra dnešních kontinentů. Zkameněliny prvních živých tvorů, kteří patrně připomínali dnešní mikroby, případně stop po jejich činnosti, je však v každém případě velmi těžké odlišit od útvarů vzniklých zcela abiotickou cestou.

Kdy vznikl život?

Nejstarší horniny s možnými stopami života bývají tradičně nacházeny v Grónsku, Kanadě, jižní Africe a Austrálii. Právě z posledního jmenovaného kontinentu pochází i nejstarší dosud objevené odbornou veřejností více méně přijímané pozůstatky živých organismů. Třebaže se o jejich biologickém původu stále vedou živé diskuse, tyto kulovité a tyčinkovité útvary se stopami organického uhlíku se mohou chlubit stářím až 3,4 miliardy let.

V Grónsku se potom podařilo nalézt stopy pravděpodobně organického uhlíku starého až 3,7 miliardy let, přičemž velký otazník se vznáší nad nálezem uhlíku, který by taktéž mohl mít biologický původ, v diamantech o stáří až 4,2 miliardy let. V případě čistě chemických stop ovšem nelze definitivně vyloučit možnost kontaminace mladším materiálem ani jejich původ v nějakém exotickém abiotickém procesu.

V každém případě vyvstává neodbytná otázka: Mohly snad organismy vzniknout a obstát za podmínek orbitálního bombardování kataklyzmatických rozměrů? Různé modely vzniku naší planety ukazují, že při některých dopadech mohlo docházet až k vypaření všech oceánů a natavení zemské kůry. Nebo snad život na Zemi vznikl několikrát? Při každém větším dopadu mohl vyhynout, což by z nás dělalo potomky posledních šťastlivců, kteří už smrtící dopad nezažili.

Nejstarší z nejstarších

Ať už budou odpovědi jakékoli, podobné otázky si zřejmě budeme klást čím dál častěji. Nově identifikované útvary, které jejich objevitelé považují za nejstarší fosilie živých organismů vůbec, jsou totiž staré minimálně 3,8, ale možná až 4,3 miliardy let.

Mezinárodní tým výzkumníků je objevil v pásu zelenavých břidlic a amfibolitů s téměř nevyslovitelným názvem Nuvvuagittuq, který je k nalezení v kanadské provincii Quebec a bývá označován za vůbec nejstarší více méně nepřeměněné souvrství na Zemi. Mezi těmito dávnými mořskými vyvřelinami nalezneme i horniny bohaté na železo, křemík a uhličitany, přičemž je zřejmé, že se přinejmenším některé části souvrství ukládaly v prostředí hlubokomořských vývěrů.

Nalezené stopy života společně vytvářejí komplexní mozaiku, která podle autorů studie jasně svědčí pro přítomnost dávných mikrobiálních organismů. Předně se jedná o mikroskopické trubičky v minerálech bohatých na křemík, ve kterých jsou uzavřené železité minerály, zejména hematit, uhličitany, fosfáty a patrně také organický uhlík.

Některé z útvarů o tloušťce 2 až 14 mikrometrů a délce až 500 mikrometrů jsou přímé, jiné mírně svinuté či větvené, a ještě další končí oválnými ztluštěninami.

Celkově mimořádně přesně připomínají podobné útvary, které po své činnosti zanechávají i dnešní obyvatelé hlubokomořských vývěrů, například kolonie železo-oxidujících bakterií, případně bakterie rodů Hyphomicrobium, Leptothrix nebo Mariprofundus, a pro jejichž vytváření abiotickou cestou zatím neexistuje žádné uspokojivé vysvětlení. Na železo bohatý hematit a látky s obsahem uhlíku a fosforu by v takovém případě mohly představovat zbytky bakteriálních stěn a vylučovaného mezibuněčného materiálu.

Trocha opatrnosti na závěr

Organickému původu nalezených útvarů nasvědčují také další charakteristické útvary vznikající jako vedlejší produkt bakteriální činnosti, jako například uhličitanové růžice a zrna magnetitu. Přesné stáří možných stop života, a potažmo i jejich biologická závažnost, ale zůstává záhadou.

Podle zavedeného datování prostřednictvím poločasu rozpadu radioaktivního izotopu uranu na stabilní olovo došli výzkumníci ke stáří dosahujícímu takřka 3,8 miliardy let. Méně tradiční datování pomocí přeměny izotopu samaria na neodym vykázalo dokonce stáří dosahující takřka 4,3 miliardy let.

Pokud by měl ke skutečnosti blíže první údaj, mohlo by jít o jedny z prvních zástupců života, který se rozvinul hned po konci intenzivního bombardování rané Země. Čím více by se ale finální datování přibližovalo druhému extrému, tím hlouběji bychom do dosavadních teorií museli sáhnout – vznik života bychom buď museli posunout hluboko do bouřlivých dob vznikající Země, nebo byli nuceni připustit, že na Zemi živé organismy vznikly několikrát.

Ať tak nebo tak, pokud mají nalezené útvary opravdu biologický původ, jedná se o výraznou vzpruhu teoriím předpokládajícím vznik života u hlubokomořských vývěrů horkých vod.

V každém případě je třeba mít na paměti, že se pro vznik nalezených útvarů může najít i vysvětlení, které živé organismy vůbec nezahrnuje. Rovněž nelze vyloučit, že se definitivní odpovědi nikdy nedobereme.

Srovnatelné útvary, pro jejichž vznik známe výhradně biologická vysvětlení, byly ostatně nalezeny i v marsovských meteoritech včetně slavného meteoritu ALH 84001, který byl coby jasný důkaz dávného marsovského života prezentován v devadesátých letech minulého století.

Třebaže se od té doby vysvětlení vzniku nalezených útvarů příliš neposunula, čistě v důsledku změněné atmosféry převládl opatrnější názor, že o nezvratný, ba ani jasný, důkaz marsovského života nejde. S jistotou ovšem můžeme říct, že objevy týkající se vzniku života člověka nepřestanou vzrušovat nikdy.

Zdroj: Dodd MS, Papineau D, Grenne T, Slack JF, Rittner M, Pirajno F, O’Neil J & Little CTS (2017): Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates. Nature 543.

Tagy: biologie zvířata a příroda věda a poznání bioarcheologie evoluční biologie mikrobiologie

Zdroje: Vlastní