Počátek života: horniny ukrývají fosilní buňky staré 3,4 miliardy let

Fosilní nálezy z prvních etap existence života jsou extrémně vzácné a obtížně se odlišují od artefaktů vzniklých čistě geologickými procesy. Důkazy o nejstarších mikroorganismech, které nyní přináší australsko-britský vědecký tým, však vypadají velmi přesvědčivě.

Kdy přesně život na Zemi vznikl, nevíme. Odhady hovoří o době před 3,6 miliardy let, mohlo to být ale ještě o něco dříve. První život nemusel mít ani podobu primitivních buněk. Mohlo jít o "chytré" molekuly schopné samy sebe kopírovat a díky mutacím podléhat evoluci. Vědci spekulují o tom, že tuto roli mohly sehrát například sloučeniny podobné dnešním nukleovým kyselinám DNA a RNA. Jenomže molekuly nefosilizují, takže přímé důkazy chybějí.

Nalézt fosilní mikroorganismy z tak dávných dob není o mnoho snazší. Většina tehdejších hornin prodělala řadu přeměn, které jakékoli stopy po životě zahladily. A když už se nějaký nález podaří učinit, je obtížné rozlišit skutečné buňky od struktur, které mohly vzniknout bez přispění života.

Svět bez kyslíku

Tým vědců ze Západoaustralské univerzity a z Oxfordu nyní v časopise Nature Geoscience referuje o nálezu mikroorganismů starých 3,4 miliardy let.

Vědci je objevili v pískovcových sedimentech na západě Austrálie. Stáří hornin bylo možno určit s přesností na několik desítek milionů let díky jejich umístění mezi dvěma dobře datovanými vulkanickými vrstvami. V době jejich vzniku byla atmosféra bez kyslíku a z oceánu o teplotě 40 až 50 °C se vynořovaly první kousky pevniny.

Struktury připomínající fosilní buňky objevil jiný tým v lokalitě vzdálené pouhých 35 kilometrů od nynějšího nálezu už v roce 2002. Odborná veřejnost však tehdy objev nepřijala. Šlo prý pouze o povrchní podobu a nález bylo možné vysvětlit běžnými geologickými procesy. Mezi kritiky byl i Martin Brasier z Oxfordu, spoluautor aktuálního článku v Nature Geoscience. Tvrdí, že jeho tým má nyní mnohem silnější důkazy o biologickém původu mikroskopických útvarů.

Přesvědčivé důkazy

Nově objevené útvary mají v průměru několik mikrometrů (tisícin milimetru), což odpovídá velikosti dnešních bakterií. Mají kulovitý, oválný nebo tyčinkovitý tvar a mnohdy vytvářejí řetízky nebo shluky. U některých vláknitých struktur se zdá, že byly obaleny společnou ochrannou vrstvou. Některé buňky vypadají, jako by se právě dělily. Buněčná stěna je u všech buněk stejně silná.

Silné jsou i chemické důkazy. Uvnitř buněk vědci naměřili nižší podíl izotopu uhlíku ¹³C než v okolních horninách. Živé organismy dávají při budování svých těl přednost izotopu ¹²C, takže výsledek izotopové analýzy svědčí ve prospěch hypotézy o fosilních buňkách.

Uvnitř struktur jsou navíc krystalky pyritu (kočičího zlata). Chemicky jde o sulfid železnatý a autoři objevu soudí, že jde o odpadní produkt metabolismu pravěkých bakterií. V bezkyslíkaté atmosféře zřejmě redukovaly sírany na sirovodík a další látky obsahující síru. Podobný metabolismus existuje u některých anaerobních bakterií dodnes.

Podle autorů objevu nepřipadá v úvahu jiné vysvětlení všech pozorovaných skutečností, než že skutečně jde o pozůstatky primitivních jednobuněčných organismů. Pokud je tomu opravdu tak, nabízí pohled do mikroskopu obrázek nejstarších organismů, o nichž se nám na Zemi dochovaly přímé důkazy.