K australskému objevu došlo v oblasti zvané Pilbara, kde se nachází 3,5 miliardy let starý skalní útvar zvaný Pilbarský kraton. Ten představuje jedno ze dvou nejvýznamnějších nedotčených ložisek půdy, pocházející až z eoarchaika, tedy z nejstarší fáze geologického období tzv. prahor neboli archaika. Toto období začíná zhruba před čtyřmi miliardami let.

Tajemství ukryté v barytu

V posledních letech vědci zaznamenali v hydrotermálních žilách zdejších hornin opakované signály, jež svědčily o existenci vůbec nejstaršího známého života na planetě Zemi. Nyní oznámili, že objevili "konečný důkaz" známek mikrobiálního života z doby před 3,5 miliardou let. Novou studii na toto téma zveřejnil v Nature Communications vědecký tým z Německa.

Vědci uvedli, že identifikovali stopy specifických chemických procesů, umožňujících existenci prvotních organismů. Biologicky relevantní organické molekuly našli uvnitř ložisek barytu, minerálu vytvořeného různými procesy, včetně hydrotermálních jevů. Informuje o tom server Science Alert.

"Baryty se přímo pojí se zkamenělými mikrobiálními rohožemi, a když je poškrábete, páchnou jako shnilá vejce. Proto jsme měli podezření, že obsahují organický materiál, který mohl vyživovat rané formy mikrobiálního života," vysvětluje geobiolog Helge Mißbach z univerzity v Kolíně nad Rýnem v Německu.

Že organické molekuly mohly sloužit pravěkým mikrobům a jejich metabolickým procesům jako živná půda, předpokládali vědci už dlouho, ale přímý důkaz stále chyběl. Mißbach se proto spolu s dalšími vědci zaměřil na to, jak se baryty z pilbarské skalní formace začlenily do chemicky stabilních minerálů schopných uchovat po miliardy let tekutiny a plyny uvnitř horniny. 

Pomocí řady technik pro analýzu barytových vzorků - například plynové chromatografie, hmotnostní spektrometrie, mikrotermometrie a stabilní izotopové analýzy - odhalili vědci něco, co popisují jako "pozoruhodnou rozmanitost organických molekul se známou nebo odvozenou metabolickou relevancí".

Kromě mnoha plynů včetně sirovodíku našli v těchto vzorcích také organické sloučeniny, konkrétně kyselinu octovou a methylmerkaptan. Ty mohly mít abiotický i biotický původ (například methylmerkaptan vzniká v malém množství při rozkladu organických látek, zatímco kyselina octová je zase jedním z přirozených metabolitů v živých organismech a vyskytuje se běžně v rostlinách).

První mikroby se živily chemikáliemi

Zjistit přesně vzájemné vazby jednotlivých prvků sice nebylo možné, ale fakt, že se tyto sloučeniny v barytové hornině našly v těsné blízkosti přilehlých organických stromatolitů (biogenních usazenin z kalu bohatého na vápník, jenž se kdysi vysrážel v mělké mořské vodě na porostech sinic a bakterií), naznačuje, že dávné chemické sloučeniny, přenášené uvnitř hydrotermálních výlevů, ovlivňovaly pravěké mikrobiální komunity.

„Mnoho sloučenin, jež se v tekuté formě začlenily do barytu, kde jsme je našli, mohlo kdysi poskytnout ideální živnou půdu sirným a methanogenním mikrobům," píší vědci ve své studii.

Vedle chemikálií působících jako živiny nebo jako substrát se v horninách našly také další sloučeniny, které mohly sloužit jako "stavební kameny" při různých chemických procesech na uhlíkovém základě. Mohlo jít například o procesy, jež vyprodukovaly energetické zdroje pro prvotní mikrobiální metabolismus - konkrétně lipidy, tedy přírodní látky, rozložitelné různými formami života.

"Jinými slovy, v prostředí, jež se nám dochovalo v australské skalní formaci, byly k dispozici základní složky tvořící methylthioacetát, jenž se zvažuje jako jeden ze základních činitelů při vzniku pozemského života," vysvětluje tým.

Tyto složky pak mohly prvotní biomase zajistit tzv. chemoautotrofický "příjem potravy" - jde o způsob výživy, při němž bakterie získávají z oxidu uhličitého uhlík a oxidací anorganických látek energii.

Stromatolity inspirovaly i misi na Mars

Podobné známky pradávného mikrobiálního života, jaké se nacházejí v australských stromatolitech a dalších horninách, hledá nyní na Marsu robotické vozítko Perseverance. Také ono se snaží najít chemické sloučeniny, jež by mohly dávnou přítomnost tohoto života potvrdit, nebo vyvrátit.

Oba výzkumy, jakkoli rozdílné, tak plní jeden společný cíl - přijít na to, jak se formovaly a vyvíjely kamenné planety a kam až dosáhl ve vesmírných měřítcích rozvoj života.