Mikroorganismen in flüssigen Einschlüssen von Halit der Browne-Formation. (Schreder-Gomes et al., Geologie, 2022) Eine unglaubliche Entdeckung hat gerade eine potenzielle neue Quelle zum Verständnis des Lebens auf der alten Erde enthüllt.
Ein Team von Geologen hat gerade winzige Überreste prokaryotischen und algenischen Lebens entdeckt – eingeschlossen in Halitkristallen aus der Zeit vor 830 Millionen Jahren.
Halit ist Natriumchlorid, auch Steinsalz genannt, und die Entdeckung legt nahe, dass dieses natürliche Mineral eine bisher ungenutzte Ressource für die Erforschung antiker Salzwasserumgebungen sein könnte.
Darüber hinaus können die darin eingeschlossenen Organismen noch am Leben sein.
Die außergewöhnliche Studie hat auch Auswirkungen auf die Suche nach antikem Leben, nicht nur auf der Erde, sondern auch in außerirdischen Umgebungen wie z Mars , Wo große Salzvorkommen wurden als Beweis für antike, großflächige Flüssigwasserreservoirs identifiziert.
Die Organismen sehen nicht so aus, wie Sie es erwarten würden. Vorherige alte Mikrofossilien wurden gefunden in Fels gepresst Formationen wie Schiefer, Milliarden von Jahren zurückreichend . Salz ist nicht in der Lage, organisches Material in gleicher Weise zu konservieren.
Wenn sich die Kristalle stattdessen in einer Salzwasserumgebung bilden, können kleine Mengen Flüssigkeit darin eingeschlossen sein. Diese nennt man Flüssigkeitseinschlüsse , und sie sind Überreste des Ausgangswassers, aus dem der Halit kristallisierte.
Das macht sie wissenschaftlich wertvoll, da sie es können Informationen enthalten über die Wassertemperatur, die Wasserchemie und sogar atmosphärische Temperatur zu der Zeit, als sich das Mineral bildete.
Wissenschaftler haben auch Mikroorganismen gefunden, die in neueren und modernen Umgebungen leben, in denen sich Halit bildet. Diese Umgebungen sind extrem salzig; Dennoch können Mikroorganismen wie z Bakterien , Pilze und Algen Es wurde festgestellt, dass sie alle darin gedeihen.
Darüber hinaus wurden Mikroorganismen in Flüssigkeitseinschlüssen in Gips und Halit dokumentiert, meist neuzeitlich oder neu, einige wenige stammen aus der Antike. Die Methode zur Identifizierung dieser alten Organismen hat jedoch Zweifel daran aufkommen lassen, ob sie genauso alt sind wie der Halit.
„Daher besteht unter Geomikrobiologen weiterhin eine Frage.“ schrieb ein Team unter der Leitung der Geologin Sara Schreder-Gomes von der West Virginia University. „Was sind die ältesten chemischen Sedimentgesteine, die prokaryotische und eukaryotische Mikroorganismen aus der Ablagerungsumgebung enthalten?“
Die Mitte Australiens ist heute eine Wüste, aber einst war es ein uraltes Salzmeer. Der Browne-Formation ist eine gut charakterisierte und datierte stratigraphische Einheit aus Zentralaustralien, die bis ins Neoproterozoikum zurückreicht. Es enthält ausgedehnten Halit, der auf eine uralte Meeresumgebung hinweist.
Anhand einer Kernprobe aus der Browne-Formation, die 1997 vom Geological Survey of Western Australia entnommen wurde, konnten Schreder-Gomes und ihre Kollegen Untersuchungen von unverändertem Halit aus dem Neoproterozoikum durchführen und dabei ausschließlich nicht-invasive optische Methoden anwenden. Dadurch blieb der Halit intakt; was vor allem bedeutet, dass zum Zeitpunkt der Kristallbildung alles darin eingeschlossen gewesen sein musste.
Sie nutzten Durchlicht- und Ultraviolett-Petrographie, zunächst bei geringer Vergrößerung, um Halitkristalle zu identifizieren, dann bei bis zu 2.000-facher Vergrößerung, um die darin enthaltenen Flüssigkeitseinschlüsse zu untersuchen.
Im Inneren fanden sie organische Feststoffe und Flüssigkeiten, die aufgrund ihrer Größe, Form und ultravioletten Fluoreszenz mit prokaryotischen und eukaryotischen Zellen übereinstimmten.
Interessant war auch der Bereich der Fluoreszenz. Einige der Proben zeigten Farben, die mit organischem Zerfall in Einklang standen, während andere die gleiche Fluoreszenz moderner Organismen zeigten, was den Forschern zufolge auf unverändertes organisches Material schließen lässt.
Es sei sogar möglich, dass einige der Organismen noch am Leben seien, stellten die Forscher fest. Die Flüssigkeitseinschlüsse könnten als Mikrohabitate dienen, in denen winzige Kolonien gedeihen. Und aus Halit wurden vor 250 Millionen Jahren lebende Prokaryoten gewonnen; warum nicht 830 Millionen?
„Das mögliche Überleben von Mikroorganismen über geologische Zeitskalen hinweg ist nicht vollständig geklärt“, schrieben die Forscher .
„Es wurde vermutet, dass Strahlung organisches Material über lange Zeiträume hinweg zerstören würde, doch Nicastro et al. ( 2002 ) fanden heraus, dass vergrabener 250 Millionen Jahre alter Halit nur vernachlässigbaren Strahlungsmengen ausgesetzt war. Darüber hinaus können Mikroorganismen in Flüssigkeitseinschlüssen durch Stoffwechselveränderungen überleben, einschließlich Hungerüberleben und Zystenstadien sowie durch die Koexistenz mit organischen Verbindungen oder toten Zellen, die als Nährstoffquellen dienen könnten.“
Dies habe durchaus Auswirkungen auf den Mars, wo Ablagerungen gefunden werden könnten, die eine ähnliche Zusammensetzung wie die Browne-Formation hätten, sagten die Forscher. Ihre Forschung zeigt, wie solche Organismen identifiziert werden können, ohne die Proben zu zerstören oder zu zerstören, was uns neue Werkzeuge für ihre Identifizierung liefern könnte – und auch ein besseres Verständnis der Geschichte der Erde.
„Die optische Untersuchung sollte als grundlegender Schritt bei jeder Untersuchung von Biosignaturen in alten Gesteinen angesehen werden.“ „Es ermöglicht die Kenntnis des geologischen Kontexts von Mikroorganismen vor weiteren chemischen oder biologischen Analysen … und bietet ein Ziel für solche Analysen“, schrieb das Team .
„Alte chemische Sedimente, sowohl terrestrischen als auch außerirdischen Ursprungs, sollten als potenzielle Wirte für antike Mikroorganismen und organische Verbindungen betrachtet werden.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Geologie .