Szárazföldi invázió 1,4 milliárd évvel korábban<br/>

A több mint 2,6 milliárd éves talajfoszlányokban talált szerves anyag maradványok a szárazföldi élet eddig ismert legkorábbi bizonyítékai.

Az amerikai, japán és dél-afrikai geokémikusok által végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a dél-afrikai paleoszolban (fosszilis talajban) lévő szerves anyag nagy valószínűséggel mikroba eredetű szőnyegekből alakult ki, amelyek a talaj felszínén fejlődtek ki mintegy 2,6-2,7 milliárd évvel ezelőtt. Ezek szerint 1,4 milliárd évvel korábban fejlődött ki a szárazföldi élet, mint azt az eddigi adatokból ismertük.

Az jól bizonyított, hogy az óceánokat már legalább 3,8 milliárd évvel ezelőtt benépesítették a mikroorganizmusok, az viszont nem világos, hogy ezek mikor léptek ki a szárazföldekre. A szárazföldi élet legidősebb vitathatatlan maradványai eddig az Arizonában talált 1,2 milliárd éves mikrofosszíliák voltak.

A 16 méter vastag dél-afrikai paleoszol alatt 2,7 milliárd éves szerpentinit található, míg a fedőjében egy 2,6 milliárd éves kvarcitréteg húzódik, így a talajréteg korát jól be lehet határolni. Annak bizonyítása viszont sokkal bonyolultabb, hogy a benne felhalmozódott szén biológiai eredetű, és a talaj képződése közben alakult ki.

A kutatók a szén képződésének három lehetőségét vizsgálták meg különböző geokémiai módszerekkel. Az egyik lehetőség, hogy a szén eredetileg grafitkristályokból állt, amelyek akkor képződtek, amikor az alul fekvő szerpentinit magas hőmérsékleti viszonyok között kialakult. A grafit azután a talaj képződése közben koncentrálódhatott. A szerves anyag hidrogén/szén aránya viszont arra utal, hogy ez nem magmás vagy hidrotermális eredetű. A második lehetőség szerint a szén olyan folyékony szénhidrogénekből származik, amelyek a talaj kialakulása után képződtek, és törések mentén jutottak be a kővé vált talajba. A szerves anyag majdnem mindig a kőzetnek az agyagos részeiben koncentrálódik, ami az egykori felszínnel párhuzamosan helyezkedik el. A szerves anyag és az agyag olyan szorosan egybekapcsolódik, hogy a szerves anyag egyes "szemcséinek" a mérete és morfológiája csak elektronmikroszkóp alatt észlelhető. Emiatt a kutatók kizárják annak a lehetőségét, hogy a szén a repedésekben vándorló kőolajból került volna a talajba.

A harmadik lehetőség, hogy a szerves szén biológiai eredetű "szőnyegek", borítások maradványait képviseli, amelyek a talaj felszínén fejlődtek ki. A geokémikusok azt találták, hogy a szerves anyagban gazdag agyagok a finomszemcsés és a durvaszemcsés kvarcrétegek között jelennek meg. Ez is azt sugallja, hogy a szerves anyag baktériumeredetű szőnyegeknek helyben képződött maradványa. A szőnyegek az agyagban gazdag talaj felszínén fejlődtek ki az esős évszak során, amit a száraz évszakban durvább, kvarchomokos üledékek takartak be.

A kőzetben látható színes vonalak apró élőlények (gombák, algák, baktériumok) életközösségei. Elviselik a legszárazabb, leghidegebb környezeti viszonyokat is. Ennél is egyszerűbbek és szívósabbak lehettek az élővilág első "partraszállói"

Az egykori élőlények azonosítása a szőnyegekben nem egyszerű feladat. A kutatók abban biztosak, hogy nem fotoszintetizáló kénbaktériumok voltak, mivel kén nincs a kőzetben. Valószínű viszont, hogy fotoszintetizáló kékeszöld algák részt vettek a szőnyegek kialakításában, mivel a vizsgált minták szénizotóparánya majdnem azonos a mai édesvízi algaszőnyegekben élő kékeszöld algákéval. A szénizotópok vizsgálata alapján geokémikusok azt is biztosra veszik, hogy a szőnyeg szárazföldön képződött, nem pedig az óceánban.

Habár a szárazföldi bakteriális kommunitások korai megjelenését már korábban megjósolta néhány kutató, ez az első igazi bizonyíték, hogy kiterjedt mikroba eredetű szőnyegek alakultak ki a talaj felszínén már az archaikumban is. Ez egyben azt is sejteti, hogy az ózonpajzs már 2,6 milliárd évvel ezelőtt kialakulhatott. Ennek kifejlődése csak oxigénben gazdag légkörben történhet meg. Az ősi mikroba eredetű szőnyegek jelenléte a szárazföldeken fontos bizonyíték amellett, hogy az atmoszféra oxigénszintjének emelkedése már több mint 2,6 milliárd évvel ezelőtt elkezdődhetett.

Dulai Alfréd

* * *

A kutatási eredmények részletes leírása a Nature c. tudományos hetilap november 30-ai számában jelent meg: "Geochemical evidence for terrestrial ecosystems 2.6 billion years ago" by Yumiko Watanabe, Jacque E.J. Martini & Hiroshi Ohmoto; Nov. 30 issue of Nature (Vol. 408, p. 574-578).

Ajánló:

Angol nyelvű cikk a UniSci honlapján. A kutatásokat a Pennsylvania Állami Egyetem Asztrobiológiai Központjának munkatársai végezték.