В далёком прошлом планеты набор органических молекул и соединений Земли выстроился таким образом, чтобы создать первые живые организмы. Учёным-эволюционистам до сих пор не удалось установить, какими были эти первые живые существа. Однако группа геохимиков из Массачусетского технологического института (MIT) полагает, что химические окаменелости возрастом около 541 миллиона лет, обнаруженные в отложениях, указывают на то, что одними из самых ранних существ на Земле были древние родственники современных морских губок. Об этом говорится в исследовании, опубликованном 29 сентября в «Proceedings of the National Academy of Sciences».
Микроскопические следы жизни
Окаменелые останки не всегда видны невооружённым глазом. Хотя кости и следы динозавров привлекают основное внимание, следы древнего жизни могут сохраняться и на микроскопическом уровне. В некоторых случаях в отложениях может быть правильная смесь кислорода и других веществ, которая сохраняет биомолекулы живых организмов.
В 2009 году исследователи из MIT обнаружили в образцах горных пород, собранных в Омане, первые известные химические окаменелости древних морских губок. Они вскоре подтвердили, что это стераны — геологически стабильная форма стеролов, таких как холестерин.
Уникальные стеролы
Стероловое ядро в основном состоит из четырёх слитых углеродных колец, а также углеродных боковых цепей и других химических отростков. У людей, например, холестерол содержит 27 атомов углерода, в то время как у большинства растений — 29 атомов углерода. Однако образцы 2009 года содержали стеролы с 30 атомами углерода — редкую форму, которая в основном встречается у морских губок. Если это правда, то это означает, что губки появились раньше почти любых других форм жизни, что делает их одними из первых живых существ на Земле.
В то время конкурирующие теории предполагали, что останки могли принадлежать другим организмам или даже быть результатом простых геологических процессов.
Новые доказательства
Оригинальная команда биохимиков потратила несколько лет на сбор и изучение дополнительных образцов эдиакарских горных пород из Омана, Индии и Сибири. Любые новые примеры стеранов также указывали бы на существование важных живых существ, называемых эукариотами. Это любые организмы (включая все растения и животных), которые имеют ядро и органеллы, окружённые мембраной.
Во время своей последней работы исследователи обнаружили, что те же гены губки способны производить ещё более редкий стерол с 31 атомом углерода. И после повторного изучения своих образцов горных пород геохимики также обнаружили довольно много стеролов с 31 атомом углерода.
«Эти особые стераны были там всё это время», — сказала соавтор исследования Лубна Шавар в заявлении. «Нужно было задать правильные вопросы, чтобы найти их и действительно понять их значение и происхождение».
Сравнения с современными губками также показали, что некоторые виды содержат те же стеролы с 31 атомом углерода. Чтобы ещё больше подкрепить свой аргумент о древних губках, команда синтезировала восемь подобных стеролов с 31 атомом углерода, затем смоделировала процесс окаменения на миллионы лет. Они обнаружили, что только два из этих стеролов могли образоваться естественным путём в горных породах — остальные шесть предполагают биологическое происхождение.
«Это сочетание того, что находится в породе, что в губке и что можно сделать в химической лаборатории», — добавил соавтор исследования Роджер Саммонс. «У вас есть три подтверждающих, взаимно согласующихся доказательства, указывающих на то, что эти губки были одними из первых животных на Земле».
Методика аутентификации
Шавар объяснила, что их методология показывает, как правильно аутентифицировать биомаркеры стеролов, чтобы определить, когда «сигнал действительно исходит от жизни», а не от неорганической химии.
В дальнейшем команда намерена продолжить поиск химических окаменелостей в породах, собранных из других частей мира. Со временем они надеются найти ещё больше доказательств существования древних губок — вероятно, одних из первых организмов на Земле. Но что они из себя представляли, остаётся только догадываться.
«Мы не знаем точно, как выглядели эти организмы в то время, но они абсолютно точно жили в океане, были мягкотелыми, и мы предполагаем, что у них не было кремниевого скелета», — сказал Саммонс.