Araştırmacılar, Yaşamın 3,5 Milyar Yıllık Kanıtını Buldu ve İlk Kez Doğrudan Tarihlendirdi

Dünya’nın en eski yaşam formları, yaklaşık 4 milyar yıl önce, gezegenimizin ilk dönemlerinde, ilkel kimyasal reaksiyonlardan ortaya çıkmış olabilir.

Bu erken dönemdeki yaşam formlarının kalıntıları neredeyse hiç kalmamıştır. Zaman ve jeolojik süreçler, geride kalan her şeyi tanınmaz hale getirmiştir.

Ancak, dünya çapında bazı eski kaya oluşumlarında, bilim insanlarının ilk mikroorganizmaların fosilleşmiş kalıntılarına ait olduğuna inandıkları katmanlar bulunur. Bu katmanlar, genellikle “mikrobiyal matlar” olarak adlandırılır ve tek hücreli organizmaların koloniler halinde yaşadığı ince biyofilm tabakalarıdır.

Bu mikrobiyal matların bazıları, çevrelerindeki kaya katmanlarının yaşına göre 3,7 veya 3,8 milyar yıla kadar uzanan tarihlerle ilişkilendirilmiştir.

Ancak, Hindistan Jeoloji Araştırma Enstitüsü’nden jeolog Trisrota Chaudhuri liderliğindeki bir bilim ekibi, 3,5 milyar yıl önce yaşamış ve ölmüş olan antik bir mikroorganizma topluluğunun kalıntılarını doğrudan tarihlendirmeyi başarmıştır.

Chaudhuri, ScienceAlert’a yaptığı açıklamada, “Hem iyi korunmuş biyolojik materyal hem de tarihlenebilir zirkon kristalleri aynı kaya içinde bulunduğunda, yaşamın yaşı hakkında çok daha sağlam bir kanıt elde edilebilir” dedi.

Zaman, hava ve jeoloji, bir zamanlar yaşayan malzemeye karşı acımasızdır ve ne kadar geriye gidilirse, fosil kayıtları o kadar az bulunur. Sadece birkaç milyon yıl öncesinden bile kemik fosili bulmak nadirdir; daha eski, omurgasız yaşam formlarının kayıtları ise çok daha seyrektir.

Ancak, doğru koşullar altında, ölü mikroorganizmaların kalıntıları hızla silisyum içinde gömülebilir ve bu da onları ince karbon katmanları olarak korur. Bu katmanlar, çevrelerindeki kaya dönüşüme uğrasa bile hayatta kalabilir.

Bu nedenle, Chaudhuri ve ekibi, Singhbhum Krater’inin antik, bantlı bir kireç taşı içinde karbonlu bir tabaka bulduklarında heyecanlandılar. Singhbhum Krater, Dünya’nın en eski ve en dayanıklı kıtasal kabuk bloklarından biridir.

Chaudhuri, “İlk başta, burada yaşamın kanıtı bulacağımı beklemiyordum. Bu kayaların oluşumunda hangi kimyasal süreçlerin rol oynadığını anlamak istiyordum” dedi.

Bu kadar eski karbon, çeşitli kaynaklardan gelebilir. Volkanik faaliyetler sonucu oluşabilir veya bir zamanlar canlı olan organizmaların kalıntıları olabilir.

Araştırmacılar, karbonlu tabakanın gerçekten de antik mikroorganizmaların kalıntılarına ait olduğunu göstermek için üç şeyin kanıtlanması gerektiğini düşünmüşlerdir: İlk olarak, karbonun kayanın içinde yerli olması ve daha sonraki jeolojik olaylar sonucu eklenmemiş olması gerekiyordu; ikinci olarak, karbonun biyolojik bir kökene sahip olabileceği gösterilmeliydi; ve üçüncü olarak, yapısının mikrobiyal matlarla tutarlı olması gerekiyordu.

İlk olarak, araştırmacılar “Raman spektroskopisi” adı verilen bir teknik kullanarak karbonun yapısını incelediler. Bu teknik, lazer ışınlarını karbona yönlendirerek onun yapısını ortaya çıkarır ve böylece oluşumunu ve değişim geçmişini anlamaya yardımcı olur. Bu analizler, karbonun en fazla 324 ila 500 santigrat derece (615-932 Fahrenheit) sıcaklığa maruz kaldığını gösterdi.

Bu sıcaklıklar, biyolojik işaretlerin korunabileceği aralıktadır. Aynı zamanda, daha sonraki dönemlerde oluşan kuvars damarlarındaki karbonun çok daha yüksek sıcaklıklara maruz kaldığı tespit edildi. Bu durum, karbonlu tabakanın orijinal kayanın bir parçası olduğunu ve daha sonraki olaylar sonucu eklenmediğini gösterdi.

Daha sonra, araştırmacılar karbon izotoplarını incelediler. Chaudhuri, “Mikroorganizmalar, metabolizma sırasında daha hafif olan 12C izotopunu tercih ederler ve bu da organik maddelerinin 13C açısından fakir kalmasına neden olur” dedi. Beklendiği gibi, incelenen malzemede 13C oranı düşüktü ve antik biyolojik karbona özgü bir izotop imzası taşıyordu.

Son olarak, karbonun ince, tekrarlayan katmanlardan oluştuğu ve bu katmanların silis açısından zengin materyal ile değiştiği gözlemlendi. Bu laminer yapı, mikrobiyal mat kalıntılarıyla tutarlıydı.

Chaudhuri, “Bu malzemenin gerçekten de biyolojik kökenli olduğunu belirlemek için çeşitli bağımsız kanıtlar kullanmamız gerekti” dedi.

Araştırmaların en heyecan verici kısmı ise tarihlendirme aşamasıydı. Karbonlu tabakada, çok hassas yaş tayini yapılabilen “zirkon” adı verilen mineraller bulunmuştur.

Zirkonlar, oluşurken uranyum içerirler ancak kurşunu reddederler. Uranyum, bilinen oranlarda kurşuna dönüşür ve bu da zirkonun yaşı hakkında bilgi verir. Araştırmacılar, sekiz zirkon kristalinin yaşını belirlediler ve bu kristallerin dört tanesi daha eski dönemlere ait olup, diğer dördünün yaşı ise yaklaşık 3,5 milyar yıla denk geliyordu.

Ancak, sadece antik zirkonların bulunması yeterli değildi. Bu kristalleri içeren kaya, başka bir kayadan aşındırılmış olabilir ve bu da yanlış bir yaş tayinine yol açabilirdi. Ancak, araştırmacılar, zirkonların “taze volkanik materyal” olduğunu belirlediler. Bu durum, zirkonların yaşı hakkında güvenilir bir bilgi sağladı.

Chaudhuri, “Erozyona uğramış zirkonlar genellikle daha eski yaşlara sahip olur ve yuvarlak şekilli olurlar” dedi. Bhitardari’deki zirkonlar ise küçük, iğne şeklinde kristallerdi ve bu da onların volkanik faaliyet sırasında oluştuğunu gösteriyordu.

Bu bulgular, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanmıştır.