650 miljonus gadu veca fosilija. Attēla kredīts: Dr. J. William Schopf / UCLA. Noklikšķiniet, lai palielinātu
UCLA paleobiologs J. Viljams Šofs un viņa kolēģi ir izveidojuši klintīs saglabājušās seno fosiliju trīsdimensiju attēlus - no 650 miljoniem līdz 850 miljoniem gadu - tas ir sasniegums, kas nekad agrāk nav darīts.
Ja nākotnes kosmosa misija uz Marsu ved ieži atpakaļ uz Zemi, Šopfs sacīja, ka viņa izmantotie paņēmieni, ko sauc par konfokālo lāzera skenēšanas mikroskopiju un Ramana spektroskopiju, varētu dot iespēju zinātniekiem aplūkot mikroskopiskas fosilijas iežu iekšienē, lai meklētu dzīvības pazīmes, piemēram, organisko šūnu sienas. Šie paņēmieni akmeņus neiznīcinās.
“Ir pārsteidzoši redzēt organiski konservētu, mikroskopisku fosiliju klints iekšpusē un redzēt šīs mikroskopiskās fosilijas trīs dimensijās,” sacīja Šopfs, kurš ir arī ģeologs, mikrobiologs un organiskais ģeoķīmiķis. “Ir ļoti grūti iegūt ieskatu par to organismu bioķīmiju, kuri dzīvoja gandrīz pirms miljarda gadu, un tas (konfokālā mikroskopija un Ramana spektroskopija) to jums sniedz. Konokālās mikroskopijas laikā jūs redzat šūnas, un Ramana spektroskopija dod jums ķīmiju.
“Mēs varam skatīties zem fosilijas, redzēt to no augšas, no sāniem un pagriezt to apkārt; mēs to nevarētu izdarīt ar jebkuru citu paņēmienu, bet tagad mēs to varam izdarīt, pateicoties konfokālās lāzera skenēšanas mikroskopijai. Turklāt, kaut arī fosilijas ir ārkārtīgi niecīgas, attēli ir asi un izteiksmīgi. Tātad mēs varam redzēt, kā fosilijas miljonu gadu laikā ir sadalījušās, un uzzināt, kas ir reālās bioloģiskās īpašības un kas laika gaitā ir mainījies. ”
Viņa pētījums tiek publicēts žurnāla Astrobiology janvāra numurā, kurā viņš ziņo par seno fosiliju konfokālās mikroskopijas rezultātiem. (Viņš 2005. gadā žurnālā Geobiology publicēja seno fosiliju trīsdimensiju Ramana spektroskopijas attēlus.)
Kopš sava pirmā kursa kā Hārvardas doktorants 60. gados, Šopfa mērķis bija veikt atsevišķas mikroskopiskas fosilijas ķīmisku analīzi klints iekšpusē, taču līdz šim brīdim nebija tehnikas to darīt.
“Es to esmu gribējis darīt 40 gadus, bet agrāk nebija nekā tāda,” sacīja Šopfs, pirmais zinātnieks, kurš izmantoja konfokālo mikroskopiju, lai pētītu fosilijas, kas iegultas šādos senajos iežos. Viņš ir UCLA Ģeofizikas institūta un Planetārās fizikas centra evolūcijas un dzīves izcelsmes izpētes centra direktors.
Ramana spektroskopija, paņēmiens, kuru galvenokārt izmanto ķīmiķi, ļauj jums redzēt seno mikroorganismu molekulāro un ķīmisko struktūru trīs dimensijās, atklājot, no kā veidojas fosilijas, neiznīcinot paraugus. Ramana spektroskopija var palīdzēt pierādīt, vai fosilijas ir bioloģiskas, sacīja Šopfs. Šis paņēmiens ietver lāzeru no mikroskopa, kas fokusēts uz paraugu; lielākā daļa lāzera gaismas ir izkliedēta, bet nelielu daļu fosilija absorbē.
Šofs ir pirmais zinātnieks, kurš izmantojis šo paņēmienu seno mikroskopisko fosiliju analīzei. Viņš atklāja, ka mainījies fosiliju sastāvs; slāpeklis, skābeklis un sērs tika noņemti, atstājot oglekli un ūdeņradi.
Konfokālās mikroskopijas laikā tiek izmantots fokusēts lāzera stars, lai fosiliju organiskās sienas būtu fluorescējošas, ļaujot tām aplūkot trīs dimensijas. Metode, ko pirmie biologi izmantoja dzīvu šūnu iekšējās darbības izpētei, ir jauna ģeoloģijā.
Senie mikroorganismi ir “dīķa putas”, kas pieder pie pirmās dzīves vietas, pārāk mazi, lai tos varētu redzēt ar neapbruņotu aci.
Šopfa UCLA līdzautoru skaitā ir ģeoloģijas maģistrantūras studenti Abhisheks Tripathi un Endrjū Czaja, kā arī vecākais zinātnieks Anatolijs Kudryavtsevs. Pētījumu finansē NASA.
Šofs ir “Zemes agrākās biosfēras” un “Proterozoiskā biosfēra: daudzdisciplinārs pētījums” redaktors, pavadgrāmatas, kas sniedz visplašāko informāciju par Zemes vēstures vairāk nekā 4 miljardiem gadu, sākot no Saules sistēmas veidošanās pirms 4,6 miljardiem gadu notikumiem pirms pusmiljarda gadiem.
Oriģinālais avots: UCLA ziņu izlaidums
