Dünya'daki yaşamın uzun ve çalkantılı bir tarihi oldu. Bilim adamları kabaca 4 milyar yıl önce, Dünya gezegeninin oluşmasından sadece 500 milyon yıl sonra, ilk tek hücreli yaşam formlarının ortaya çıktığını tahmin ediyorlar. Archean Eon tarafından (4 ila 2,5 milyar yıl önce), çok hücreli yaşam formlarının ortaya çıktığına inanılıyor. Bu tür organizmaların (Archaea) varlığı antik kayalarda bulunan karbon izotoplarından çıkarılırken, fosil kanıtları anlaşılması zor kalmıştır.
UCLA ve Wisconsin Üniversitesi-Madison'dan bir araştırmacı ekibi tarafından yapılan yakın tarihli bir çalışma sayesinde, bunların hepsi değişti. Batı Avustralya'dan antik kaya örneklerini inceledikten sonra ekip, 3.465 milyar yıllık çeşitli organizmaların fosilleşmiş kalıntılarını içerdiklerini belirledi. Son günlerde güneşdışı gezegen keşifleriyle bir araya gelen bu çalışma, Evren'de yaşamın bol olduğu teorisini güçlendiriyor.
“Bilinen en eski mikrofosil topluluğunun SIMS analizleri, taksonla ilişkili karbon izotop bileşimlerini belgeliyor” başlıklı çalışma, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. Araştırma ekibinin de belirttiği gibi, çalışmaları ~ 3.465 milyon yıllık Batı Avustralya Apex Chert'ten alınan 11 mikrobiyal fosilin karbon izotop analizinden oluşuyordu.
Bu 11 fosil doğada çeşitlidir ve araştırmacılar onları görünür biyolojik işlevlerine göre beş tür grubuna ayırmıştır. Fosil örneklerinden ikisi ilkel bir fotosentez biçimi gerçekleştirmiş gibi görünse de, görünüşe göre üretilen bir başka metan gazı. Kalan ikisi, hücre duvarlarını inşa etmek ve korumak için kullandıkları metan tüketicileri gibi görünmektedir (memelilerin yağları nasıl kullandıkları gibi).
UCLA Koleji'nde paleobiyoloji profesörü ve çalışmanın baş yazarı J. William Schopf'un UCLA Newsroom basın bülteninde belirttiği gibi:
“3.465 milyar yıl önce, Dünya üzerinde yaşam çoktan çeşitliydi; açık - ilkel fotosentezleyiciler, metan üreticileri, metan kullanıcıları. Bunlar Dünya tarihinde çok çeşitli organizmaları gösteren ilk verilerdir ve önceki araştırmalarımız 3.4 milyar yıl önce de kükürt kullanıcıları olduğunu göstermiştir.
Eski fosiller olarak korunmuş mikroorganizmalar üzerinde şimdiye kadar yapılmış en ayrıntılı olan bu çalışma, Schopf ve arkadaşlarının yirmi yılı aşkın bir süredir gösterdikleri çalışmalar üzerine inşa edilmiştir. 1993'te Schopf ve başka bir araştırmacı ekibi, ilk önce bu tür fosilleri tanımlayan bir çalışma yürüttü. Bunu 2002 yılında biyolojik kökenlerini doğrulayan başka bir çalışma izledi.
Bu son çalışmada, Schopf ve ekibi ne tür organizmalar olduklarını ve ne kadar karmaşık olduklarını belirlediler. Bunu yapmak için mikroorganizmaları, karbon-12'nin karbon-13'e oranını ortaya çıkaran İkincil İyon Kütle Spektroskopisi (SIMS) adlı bir teknik kullanarak analiz ettiler. Karbon-12 stabil ve doğada en yaygın bulunan tip iken, karbon-13 organik kimya araştırmalarında kullanılan daha az yaygın ancak benzer şekilde stabil bir izotoptur.
Her bir fosilden karbonu kurucu izotoplarına ayırarak ve oranlarını belirleyerek ekip, mikroorganizmaların ne kadar süre yaşadığını ve nasıl yaşadıklarını sonuçlandırabildi. Bu görev, profesör John Valley tarafından yönetilen Wisconsin araştırmacıları tarafından gerçekleştirildi. Valley, “Karbon izotop oranlarındaki farklılıklar şekilleri ile ilişkilidir” dedi. “C-13-C-12 oranları biyoloji ve metabolik fonksiyonun karakteristiğidir.”
Mevcut bilimsel fikir birliğine göre, gelişmiş fotosentez henüz evrimleşmemişti ve 500 milyon yıl sonraya kadar dünyada oksijen görünmeyecekti. 2 milyar yıl önce, oksijen gazı konsantrasyonları hızla artmaya başladı. Bu, Dünya'nın oluşmasından yaklaşık 1 milyar yıl sonra olan bu fosillerin atmosferdeki oksijenlerinin çok az olduğu bir zamanda yaşayacakları anlamına gelir.
Oksijenin bu tür ilkel fotosentezleyicilere zehirli olduğu düşünüldüğünde, günümüzde oldukça nadirdir. Gerçekte, sadece yeterli ışığın olduğu, ancak oksijensiz olduğu, nadiren kombinasyon halinde bulunan bir yerde bulunabilirler. Dahası, Dünya'nın yüzeyine maruz kalan ortalama kaya ömrü sadece yaklaşık 200 milyon yıl olduğundan, kayaların kendileri büyük bir ilgi kaynağıydı.
Shopf kariyerine ilk başladığında, bilinen en eski kaya örnekleri 500 milyon yaşındaydı. Bu, onun ve ekibinin incelediği fosil taşıyan kayaların Dünya'daki kayaların alabileceği kadar eski olduğu anlamına gelir. Böyle eski örneklerde fosilleşmiş yaşam bulmak, çeşitli organizmaların ve bir yaşam döngüsünün Dünya'da erken Archaen Eon tarafından evrim geçirdiğini, bilim adamlarının bu noktaya kadar sadece şüphelendiğini gösteriyor.
Bu bulgular doğal olarak Dünya'da yaşamın nasıl ve ne zaman ortaya çıktığı üzerine bir etkiye sahiptir. Dünyanın ötesinde, çalışmanın, Dünya'nın hala çok genç ve ilkel bir durumda olduğu zaman ortaya çıktığını gösterdiğinden, sonuçları da vardır. Bu nedenle, benzer bir sürecin Evren'in başka bir yerinde gerçekleşmesi pek olası değildir. Schopf'un açıkladığı gibi:
“Bu bize hayatın önemli ölçüde daha önce başlamış olması gerektiğini söylüyor ve ilkel yaşamın oluşmasının ve daha gelişmiş mikroorganizmalara dönüşmesinin zor olmadığını doğruladı. Ancak koşullar doğruysa, evrendeki yaşamın yaygın olması gerektiği anlaşılıyor. ”
Bu çalışma NASA Astrobiyoloji Enstitüsü tarafından sağlanan fon sayesinde mümkün olmuştur. Geleceğe baktığımızda Schopf, bu fosilleri tarihlendirmek için kullanılan teknolojinin, muhtemelen NASA'nın mürettebat misyonunun Mars'a getirdiği kayaları incelemek için kullanılacağını belirtti. 2030'lar için planlanan bu görev, Mars 2020 Rover ve analiz için onları Dünya'ya geri getirmek.
