Большие прочные линзовидные микрофоссилии из формации Кромберг возрастом около 3,4 миллиарда лет в кратоне Каапвааль в восточной части Южной Африки не только являются одними из старейших известных сложных микроорганизмов, но также связаны с другими сложными микрофоссилиями. того же возраста, найденного в кратоне Пилбара в Австралии, по данным международной группы ученых.
Исследователи сообщают, что «формы формации Кромберг (KF) являются добросовестными органическими архейскими микрофоссилиями и представляют собой одни из древнейших морфологически сохранившихся организмов на Земле», в июльском выпуске Precambrian Research. Они также заявляют, что сочетание морфологии, встречаемости и значений изотопов углерода свидетельствует о том, что чечевицеобразные формы представляют микробы, которые имели планктонные стадии своего жизненного цикла.
«Мы надеялись определить, действительно ли южноафриканские примеры могут быть связаны с австралийскими примерами, поскольку это дало бы нам дополнительное представление об истории эволюции и значении этих необычных форм», - сказала Дороти З. Олер, старший научный сотрудник Института планетологии, Тусон, Аризона. «Мод (М. Уолш, профессор наук о растениях, окружающей среде и почве, Университет штата Луизиана) первой обнаружила линзовидные формы в формации Кромберг и прислала нам несколько образцов, и мы все вместе работали над интерпретацией. Мы провели изотопный анализ вместе со сравнением южноафриканские и австралийские образцы с точки зрения их морфологии, типов горных пород и геологических условий, в которых встречались окаменелости».
Все эти окаменелости встречаются в осадочных породах - кремнях - на месте, которое когда-то было мелководьем. И, по словам исследователей, похоже, что образцы из двух мест в Австралии и одного в Южной Африке связаны между собой.
«Многие люди считают, что кратон Каапвааль в Южной Африке и кратон Пилбара в Австралии в то время образовывали единый континент», - сказал Кристофер Х. Хаус, профессор геолого-геофизических наук и директор Исследовательского центра астробиологии штата Пенсильвания. «Но мы действительно не знаем».
Эти микрофоссилии необычны не только потому, что они такие старые, появившиеся в геологической летописи примерно через миллиард лет после того, как Земля сформировалась 4,6 миллиарда лет назад, но и потому, что они большие, сложные, планктоноподобные и автотрофные организмы, которые может превратить неорганические элементы в органический материал.
Знакомые окаменелости, такие как трилобиты, жили всего 200 миллионов лет назад и впервые появились 500 миллионов лет назад. Чечевицеобразные организмы появились 3 450 миллионов лет назад, распространились, по крайней мере, из того места, где тогда находилась Австралия, в Южную Африку, а затем исчезли из летописи окаменелостей. Они больше и сложнее, чем любой другой организм, существовавший в то время.
«Эти окаменелости, похоже, не связаны ни с чем на Земле, о чем мы знаем», - сказал Хаус. «Они кажутся экспериментом по адаптации, который не оставляет потомства».
Исследователи проанализировали окаменелости, чтобы определить изотопные отношения между углеродом 12 и углеродом 13, двумя изотопами углерода, которые существуют во всем, но соотношение которых может указывать на органический материал. Они использовали вторичную ионную масс-спектроскопию, процесс, при котором ионный пучок выбивает ионы с поверхности вещества, чтобы эти ионы можно было идентифицировать.
«Когда пришли данные об изотопах углерода, мы были взволнованы», - сказал Олер. «Это помогло подтвердить биогенность южноафриканских форм и сообщило нам, что органические микрофоссилии из трех месторождений, вероятно, представляют собой биологически родственные организмы».
Исследователи также отмечают, что изотопный состав и морфология этих окаменелостей отличают их от других микроокаменелостей, найденных в докембрии - от 4 600 миллионов лет до 541 миллиона лет назад. Эти устойчивые микроорганизмы существовали 400 миллионов лет и были многочисленны и широко распространены. Поскольку они имеют толстые прочные стенки и ведут себя как планктон, плавая в поверхностных водах океана, они, возможно, имели преимущество в выживании в условиях более высокого ультрафиолетового излучения на ранней Земле, а иногда и в хаотической среде, которая все еще подвергалась бомбардировке крупными столкновениями.