Три з половиною мільярди років тому життя не тільки знайшло шлях, але й урізноманітнилося, так що всі ці роки ми можемо спостерігати відмінності в тому, що залишилося після нього.
Земля пережила стільки циклів геологічного підйому і руйнування, що від гірських порід часів, коли життя тільки зароджувалося, залишилося дуже мало. Частини Західної Австралії є одним з небагатьох винятків, де збереглися сліди мікроорганізмів віком 3,48 мільярда років.
Барит є особливо перспективним матеріалом для вивчення цього часу, оскільки він стабільний в умовах високих температур і тиску, а також не розчиняється у воді.
Зразки чорношаруватого бариту, проаналізовані аспіранткою Геттінгенського університету Леною Вайманн та її колегами, походять з кальдер – улоговин, які утворюються після виверження вулканів і часто заповнюються озерами. Гарячі рідини в кальдері забезпечують енергією та поживними речовинами сучасні форми життя, і такі середовища є гарними кандидатами на місця, де вперше зародилося життя. У пастці бариту команда знайшла вуглецеві частинки, молекулярний розмір яких вказує на те, що вони були залишені ранніми формами життя.
“Як показують наші результати, оригінальні сліди перших організмів все ще можна знайти навіть у надзвичайно старому матеріалі”, – сказав Вайманн у своїй заяві.
Про ці організми збереглося небагато інформації, хоча ми знаємо, що вони, ймовірно, були одноклітинними. Це може наштовхнути на думку, що ми мало що можемо дізнатися. Однак, коли команда Веймана поєднала кілька методів спостереження з високою роздільною здатністю, вони знайшли три різні види вуглецевого матеріалу, які вони називають популяціями.
Вони вказують на те, що тогочасні форми життя еволюціонували, щоб заповнити окремі ніші навіть у цей ранній період часу.
Найпоширеніша популяція зустрічається по краях окремих смуг росту кристалів бариту. Друга популяція тонко розподілена всередині баритової матриці, а третя – у кварцових прожилках, що перетинають барит. Перші два, очевидно, відклалися під час кристалізації бариту, тоді як кварц, очевидно, потрапив у систему щонайменше 200 мільйонів років потому разом з третьою популяцією.
Команда вважає, що перша популяція виникла з органічних частинок, що накопичувалися на кристалічних поверхнях, де вода і осад зустрічалися. Коли потік гідротермальної рідини зменшився або температура впала, біоплівки та мікробні килимки, подібні до тих, що утворюються одноклітинними організмами сьогодні, іноді вбудовувалися в гірські породи.
Коли потік піднімався, частинки, які могли належати організмам, що жили в інших місцях, переносилися з ним. Швидкість кристалізації в цей час була вищою, і частинки розподілялися всередині зростаючих кристалів, створюючи другу популяцію.