Prekambryjskie drobnoustroje ujawnione w skamielinach, które pomagają rozwiązać 150-letni dylemat Darwina
Sto pięćdziesiąt lat po publikacji "O powstawaniu gatunków" Charlesa Darwina naukowcy w Wlk. Brytanii wykorzystali nowoczesne techniki, aby odkryć prekambryjskie skamieliny na odłamkach badanych przez, współczesnego Darwinowi, Johna W. Saltera w latach 50-tych XIX w. Odkrycie, o którym napisano w czasopiśmie Journal of the Geological Society, przedstawia dalsze dowody na istnienie życia przed eksplozją kambryjską - okresem, w którym nagle i szybko pojawiło się duże bogactwo gatunków. Publikacja Darwina z 1859 roku, w której autor wyjaśnia, jak formy życia stopniowo ewoluują przez miliony lat, opierała się na stosunkowo skąpych danych o skamielinach. Wówczas najstarsze skamieniałości zwierząt datowały się na okres kambryjski, około 540 milionów lat temu. Rzeczą zastanawiającą dla znanego biologa, problem znany dziś jako dylemat Darwina, był brak starszych skamieniałości; nagłe pojawienie się wielu grup w najstarszych znanych wykopaliskach pozostawało sprawą niewyjaśnioną. "Na pytanie, dlaczego nie znajdujemy bogatych złóż ze skamieniałościami, należących do tych [...] okresów sprzed systemu kambryjskiego, odpowiedzieć zadowalająco nie potrafię" - napisał Darwin. Był jednak pewny, że takie skamieliny zostaną w końcu odnalezione, stwierdzając, że "tylko niewielka część świata została dokładnie poznana". Ostatnie badania, prowadzone przez Richarda Callowa i profesora Martina Brasiera z Uniwersytetu Oxfordzkiego w Wlk. Brytanii, skoncentrowały się na formacji skał ze Shropshire, Anglia, znanej jako Longmyndian Supergroup. Geolog J.W. Salter, który badał próbki z tego regionu w połowie XIX w., podejrzewał, że gdzieś w tych skałach kryją się dowody na istnienie życia prekambryjskiego. Niestety był w stanie zidentyfikować tylko niektóre niezwykłe ślady, które mogły być pozostawione przez organizmy. "Zbadaliśmy cały materiał zebrany przez Johna Saltera w latach 50-tych XIX w. (w British Geological Survey), kilka dziewiętnastowiecznych próbek z Oxford University Museum oraz materiał zebrany przez [współczesnych paleontologów] McIlroya, Crimesa i Pauleya" - powiedział Callow. "Dodatkowo odwiedziliśmy także okolice Longmynd, aby zbadać skały w kontekście oraz zebrać więcej materiału do naszej własnej kolekcji, którą mogliśmy sprawdzić za pomocą nowoczesnych technik." Callow i profesor Brasier przebadali śladowe skamieliny Saltera bardziej szczegółowo i po raz pierwszy odkryli bogactwo wyjątkowo zachowanych mikroskopijnych skamielin. Skamieliny przedstawiają mikrobowe formy życia datujące się na okres ediakarański (między 542 a 630 milionów lat temu), który bezpośrednio poprzedza kambr. Naukowcy badali materiał używając tradycyjnego mikroskopu optycznego (pozostałości skamielin są zazwyczaj niewidoczne gołym okiem) oraz skanowania mikroskopem elektronowym (SEM). "Badaliśmy także cienkie plastry skał, które przygotowane są w taki sposób, że stają się przeźroczyste i dzięki przechodzącemu przez nie światłu można zobaczyć ich wewnętrzną strukturę" - wyjaśnia Callow. Badanie SEM pozwoliło ustalić kształt i morfologię niektórych skamielin, a analiza z użyciem mikroanalizatora rentgenowskiego EDX pomogła określić skład chemiczny pozostałości skamielin. "W ten sposób byliśmy w stanie stwierdzić, że skamieniałości zachowane zostały na trzy różne sposoby" - dodał. Odkrycie jest wartościowe z kilku względów, jak twierdzą autorzy. "Przede wszystkim, różnorodność morfologiczna odnalezionych przez nas skamielin sugeruje obecność wielu różnych typów drobnoustrojów, w tym także bakterii, alg, a może nawet i grzybów" - wyjaśnia Callow. Dla porównania, uważa się, że wcześniej odkryte prekambryjskie skamieliny, znane jako skamieliny z Gunflint, zawierały tylko proste bakterie. Stwierdzono, że skamieliny zachowywane były na kilka sposobów. Niektóre zostały sprasowane pod warstwami osadu aż utworzyły cienką warstwą osadu węglowego na powierzchni skały; inne zachowane próbki były trójwymiarowe i mogły przejść permineralizację. Inne zostały zachowane jako odciski lub formy w warstwach osadu, pojawiając się w postaci ostrych brzegów bądź odpowiadających im odcisków. Wynika z tego, że "warunki do zachowania organicznych skamielin w okresie ediakarańskim wydają się być stosunkowo dobre w porównaniu z młodszymi skałami" - twierdzi Callow. "Fakt, iż skały te zachowywały niektóre ze swoich sekretów przez 150 lat jest szczególnie interesujący, a niektóre ze skał zidentyfikowanych przez Darwina jako rozwiązanie dla jego dylematu, okazały się rzeczywiście zawierać bogate dowody drobnoustrojowego życia prekambryjskiego." Paleontologowie nie mają pewności, jak drobnoustroje utrzymywały się przy życiu, ale spekulują, że skoro żyły w płytkich środowiskach morskich, mogły przetrwać dzięki zamianie światła na energię (tak jak rośliny), albo przetwarzaniu substancji organicznych w energię (tak jak zwierzęta). Drobnoustroje mogły być powiązane z algami, grzybami lub jakimikolwiek bakteriami. Fakt, iż skamieliny datują się na czas bezpośrednio poprzedzający rozbłysk życia zwierzęcego w kambrze, jest szczególnie ciekawy, ponieważ może pomóc naukowcom w zrozumieniu tego ważnego wydarzenia. Waga śladowych skamielin odnalezionych w Longmyndian Supergroup została rozpoznana już w czasie pionierskich odkryć Saltera. Ostatnie odkrycia, pokazujące sekrety skał longmyndiańskich oraz ich wyjątkowo zachowanych skamielin, stanowią bezcenny element łamigłówki darwinowskiej oraz źródło inspiracji dla biologów zajmujących się problemami ewolucji.
Kraje
Zjednoczone Królestwo