اكتشف عالم الأحياء الجيولوجية حفرية معقدة قديمة في صخرته الأليفة

باعتبارها طالبة جامعية في جامعة نيو ساوث ويلز، التقطت الدكتورة إيريكا بارلو صخرة من شأنها أن تغير حياتها وكيف ننظر إلى تاريخ الحياة على الأرض. ومع ذلك، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً لمعرفة ما كان لديها، وحتى اليوم، لا يمكن لأحد التأكد مما يشتبه بارلو وآخرون في وجوده على الصخرة.

بارلو كان من المقرر أن تقوم منطقة بيلبارا في غرب أستراليا بدراسة الستروماتوليت، وهي من أقدم الحفريات المعروفة. وتضمنت الرحلة عدة جولات طويلة بين المخيم والحفريات؛ وفي رحلة العودة، لاحظ بارلو صخرة سوداء تلتقط غروب الشمس على التراب الأحمر الشهير في المنطقة. أخذتها كتذكير بالرحلة. “احتفظت بها على مكتبي كنوع من الصخور الأليفة بينما كنت أكتب [honors] “أطروحة” ، قال بارلو في أ تقرير.

كان بارلو لا يزال يعمل على الستروماتوليت عندما لاحظ مشرفه، مارتن فان جرانيندونك، الصخرة وتعرف عليها على أنها صوان أسود. ادعى كرانندونك (على الرغم من أن هذا الأمر قابل للنقاش) أن صوانه الأسود يحتوي على حفريات دقيقة من بداية تطور الحياة على الأرض، واقترح النظر إليه. كان بارلو، غارقًا في أطروحته، بحاجة إلى بعض التشجيع ليأخذ الوقت الكافي لإعداد العينة وفحصها، لكنه تفاجأ عندما فعل ذلك.

كانت الأشكال الموجودة في الحجر الأسود لا تشبه أي شيء رآه بارلو من قبل. ولم يسبق لأحد أن رأى شيئًا مثلهم. وبالنظر إلى عمر الصوان، فمن المتوقع أن تكون أي حفريات دقيقة بداخله كائنات وحيدة الخلية. تبدو منمنمات بارلو مثل كرات كرة القدم: مستديرة تقريبًا، ولكن ذات مخطط تفصيلي معقد وبنية داخلية على شكل قرص العسل.

وقال بارلو: “لا يوجد شيء آخر مثل هذه الأحفورة الدقيقة التي وجدتها في السجل الجيولوجي”.

وهذا ادعاء كبير تحت أي ظرف من الظروف، ولكنه أكبر بكثير عندما يُعتقد أن العصر الحجري الحديث قد ظهر قبل وقت طويل من ظهور الحياة المعقدة.

يقول بارلو إن الستروماتوليت تتكون من آلاف الخلايا التي تشكل مجتمعة هياكل ذات طبقات من أجسامها ورمالها. ومع ذلك، فإننا لا نعتبرها حياة معقدة.

وبقدر ما يعلم أي شخص، فإن أشكال الحياة المعقدة الأولى هي أصغر بمئات الملايين من السنين من هذا الاكتشاف. ربما كان اكتشاف بارلو بمثابة مقدمة لحقيقيات النوى، وهي فرع شجرة الحياة التي تشمل جميع الحيوانات والنباتات والفطريات والطحالب. أو يمكن أن يكون طريقًا تطوريًا مسدودًا، أو تعقيدًا مبكرًا للازدهار. ومرة أخرى، قد يكون هذا مجرد وهم، ويعكس مشكلة لا يمكننا تفسيرها.

لم يكن هناك سوى شيء واحد لذلك – جعل موسيقى الروك موضوع الدكتوراه الخاص به.

يحتاج بارلو أولاً إلى معرفة ما إذا كانت بلاكستون فريدة من نوعها. استجابت المجموعة فور عودتها إلى الموقع. عثر بارلو على جدار صخري يبلغ ارتفاعه 30 مترًا (100 قدم) يضم آلاف الصخور السوداء على منحدر قريب. ومثل بيلبارا، يمتد الجدار بعيدًا عن الأنظار في كلا الاتجاهين. أخبر بارلو IFLScience أنه قام بقياس التكوين ليصل طوله إلى 12 كيلومترًا (7 أميال)، وكلها مليئة بالصخور التي يبلغ متوسط ​​عرضها 20 سم (8 بوصات) وارتفاعها 7 سم (3 بوصات).

العديد من عينات الصوان لا تحتوي على حفريات. ويحمل آخرون كائنات حية تم العثور عليها عالميًا منذ ذلك الوقت – “خيوط رفيعة طويلة أو أحاديات الخلية – مثل الفقاعات”، كما قال بارلو لـ IFLScience. يمكن للعالم الذي يجمع عينة صغيرة أن يعود بسهولة إلى منزله معتقدًا أنه لا يوجد شيء غير عادي.

ومع ذلك، وإدراكًا للأهمية المحتملة لاكتشافه والحاجة إلى تكراره، جمع بارلو مئات العينات. وعندما عاد إلى سيدني، وجد عدة عينات من نسخته الأصلية، بعضها يحتوي على كرات كهرمانية على شكل قرص العسل. لقد قام الآن بتوسيع 19 عينة، بما في ذلك ستة من صخرة واحدة. تتضمن مئات العينات التي حصلت عليها بارلو بعضًا قد بدت متطابقة في البداية، لكنها كانت مشوهة جدًا بحيث لا يمكنها أن تقول ذلك على وجه اليقين. ولو أنها أخذت واحدة من هذه بدلاً من ذلك، لما عرفت قيمتها.

وقد أثبت الاختبار المستقل أن عينات الصوان من نفس العمر بشكل واضح، وجميعها تشكلت منذ حوالي 2.4 مليار سنة. والأهم من ذلك، أنه يتزامن مع التاريخ الذي قرره الجيولوجيون لحدث الأكسدة العظيم – بعد الكثير من الجدل. ارتفعت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي والمحيطات بشكل كبير لدرجة أن التنفس أصبح ممكنًا، مما فتح الباب أمام حياة معقدة.

في السابق، كانت هناك فجوة غير مفسرة تبلغ حوالي 750 مليون سنة بين توفر الأكسجين وأول حفريات حقيقية النواة، مستغلة شيئًا ما.

ومع ذلك، لسوء الحظ، لم تثبت أي من العينات التي اكتشفها بارلو أنها أسلاف حقيقيات النوى.

وقال بارلو في البيان: “عندما تعمل من هذه النقطة الزمنية، فمن الصعب للغاية إثبات أو دحض شيء كهذا لأنه ليس لدينا ما يكفي من المعلومات المحفوظة”.

استخدم علماء الوراثة “الساعات الجزيئية” لتحديد توقيت التقدم الكبير في الحياة، لكن بارلو أخبر IFLScience أن هذه الساعات تنتج “مجموعة كبيرة من التقديرات” بشأن موعد ظهور حقيقيات النوى. بعضها قريب من العصر الحجري الحديث، لكن البعض الآخر يعود تاريخه إلى مئات الملايين من السنين. وقال: “إحدى المشاكل هي أن الساعات الجزيئية تعتمد على السجل الأحفوري، والذي يصبح رماديًا بعض الشيء عندما تنظر إلى الوراء حتى الآن، حيث يكون السجل الأحفوري محددًا للغاية”.

6-700 مليون سنة تمثلها مواقع قليلة على الكوكب.

الدكتورة إيريكا بارلو

ومن الناحية النظرية، يمكن أن يوفر التحليل الكيميائي أدلة قيمة. وقال: “إذا تمكنا من تحديد نوع الكربون، فيمكن أن يخبرنا بما أكله الكائن الحي”، مضيفًا أنه يمكن أن يظهر مدى تعقيده. ومع ذلك، فإن هذا يكاد يكون مستحيلا لأن العينات تتلوث بسهولة بالكربون من العالم الحديث.

“العمل مع مثل هذه الحفريات الصغيرة، مع القليل جدا من الكربون، إذا حصلنا على نتيجة إيجابية [scientific] وقال بارلو لـ IFL Science: “المجتمع لا يثق به بسبب احتمالية التلوث”.

قد تؤدي بعض التقنيات المستقبلية إلى تحسين العملية، لكن في هذه الأثناء كان عمل بارلو يكافح من أجل الحصول على الاعتراف. قد يكون بعد الموقع جزءًا من المشكلة. عندما تم اكتشاف حيوانات قديمة في جبال إدياكاران بجنوب أستراليا، رفض العديد من علماء الحفريات تصديق أنها حقيقية حتى رأوها شخصيًا. الموقع جعلها عملية بطيئة.

إذا تم العثور على حفريات مماثلة في أي مكان آخر من العالم، فقد يساعد ذلك في حالة بارلو، خاصة إذا أظهرت علامات على مزيد من التطور في وقت لاحق قليلاً. حتى الآن، لم يتغير شيء. واعترف بارلو لـ IFLScience أن هذا قد يكون الدليل الوحيد على تجربة مبكرة مع التعقيد تم محوها ولم تتكرر لفترة طويلة.

من ناحية أخرى، وبالنظر إلى الطريقة التي تحافظ بها بعض المواقع على الحفريات التي يعود تاريخها إلى أكثر من 1.6 مليار سنة، فإن غياب آخر ليس مفاجئا تماما. وقال بارلو لـ IFLScience: “6-700 مليون سنة تمثلها بعض المواقع على الكوكب”. إن الحفاظ على موقع أحفوري ليس بالأمر السهل، لكن بارلو يعتقد أن مثل هذه الندرة الشديدة قد تكون نتيجة لحالة الصفائح التكتونية في ذلك الوقت.

إذا كانت هذه العينات من أسلاف حقيقيات النوى، فإنها لم تكن لتبدو مثيرة للغاية وفقًا للمعايير الحديثة. وقال بارلو في البيان: “مما يمكننا قوله، كانت الحياة ناعمة، اسفنجية، اسفنجية – مثل الطين الذي تراه على حافة البركة”. ومع ذلك، لاحظ فان جرانيندونك أوجه التشابه مع الطحالب حقيقية النواة الحديثة.

بينما ينتظر بارلو حدوث شيء ما سيساعده في معرفة المزيد عن اختراعه، فقد أكمل مرحلة ما بعد الدكتوراه في وكالة ناسا. مختبر للتوقيعات الحيوية اللاأدرية. وهناك حاول ابتكار طرق لتحديد الحياة في عوالم أخرى، إن لم تكن شبيهة بالحياة على الأرض؛ ربما حصلت على تدريب أفضل لمثل هذه المهمة.

تم نشر أحدث دراسة أجراها بارلو حول الابتكار في مجال الوصول المفتوح جغرافية.