Västra Australiens berömda 3,5 miljarder år gamla stromatoliter innehåller mikrobiella rester av något av det tidigaste livet på jorden, UNSW-forskare har hittat.

Forskare har hittat exceptionellt bevarade mikrobiella rester i några av jordens äldsta stenar i västra Australien - ett stort framsteg på området, ger ledtrådar för hur livet på jorden uppstod.

UNSW-forskarna hittade det organiska materialet i stromatoliter - fossiliserade mikrobiella strukturer - från den antika Dresser-formationen i Pilbara-regionen i västra Australien.

Stromatoliterna har ansetts vara av biogent ursprung ända sedan de upptäcktes på 1980-talet. Dock, trots starka strukturella bevis, den teorin var obevisad i nästan fyra decennier, eftersom forskare inte hade kunnat visa den definitiva närvaron av bevarade organiskt material - fram till dagens publicering i Geologi .

"Det här är en spännande upptäckt - för första gången, vi kan visa världen att dessa stromatoliter är definitiva bevis för det tidigaste livet på jorden, " säger huvudforskaren Dr. Raphael Baumgartner, en forskarassistent vid Australian Center for Astrobiology i professor Martin Van Kranendonks team vid UNSW.

Professor Van Kranendonk säger att upptäckten är det närmaste teamet har kommit en "rykande pistol" för att bevisa existensen av ett sådant uråldrigt liv.

"Detta representerar ett stort framsteg i vår kunskap om dessa stenar, i vetenskapen om undersökningar av tidiga liv i allmänhet, och – mer specifikt – i sökandet efter liv på Mars. Vi har nu ett nytt mål och ny metodik för att söka efter gamla livsspår, " säger professor Van Kranendonk.

Borra djupt, tittar noga

Ända sedan Dresser-formationen upptäcktes på 1980-talet, forskare har undrat om strukturerna verkligen var mikrobiella och därför de tidigaste tecknen på liv.

"Tyvärr, det råder ett klimat av misstro mot texturala biosignaturer i forskarvärlden. Därav, ursprunget till stromatoliterna i Dresser-formationen har varit ett hett debatterat ämne, " säger Dr. Baumgartner.

"I den här studien, Jag tillbringade mycket tid i labbet, använda mikroanalytiska tekniker för att titta mycket noga på stenproverna, att bevisa vår teori en gång för alla."

Stromatoliter i Dresser-formationen kommer vanligtvis från bergytan, och är därför mycket väderbitna. För denna studie, forskarna arbetade med prover som togs längre ner i berget, under väderprofilen, där stromatoliterna är exceptionellt välbevarade.

"När vi tittade på borrkärnprover kunde vi titta på en perfekt ögonblicksbild av forntida mikrobiellt liv, " säger Dr. Baumgartner.

Använda en mängd banbrytande mikroanalytiska verktyg och tekniker – inklusive kraftfull elektronmikroskopi, spektroskopi och isotopanalys—Dr. Baumgartner analyserade stenarna.

Han fann att stromatoliterna huvudsakligen är sammansatta av pyrit – ett mineral även känt som ”fool's gold” – som innehåller organiskt material.

"Det organiska materialet som vi fann bevarat i pyrit av stromatoliterna är spännande - vi tittar på exceptionellt bevarade sammanhängande filament och strängar som vanligtvis är rester av mikrobiella biofilmer, " säger Dr. Baumgartner.

Forskarna säger att sådana lämningar aldrig tidigare har observerats i Dresser-formationen, och att faktiskt se bevisen i mikroskopet var otroligt spännande.

"Jag blev ganska förvånad – vi förväntade oss aldrig att hitta den här nivån av bevis innan jag började det här projektet. Jag minns natten vid elektronmikroskopet där jag äntligen kom på att jag tittade på biofilmsrester. Jag tror att det var runt 23.00 när jag hade detta "eureka"-ögonblick, och jag stannade till klockan tre eller fyra på morgonen, bara avbildning och bildtagning eftersom jag var så exalterad. Jag tappade helt koll på tiden, " säger Dr. Baumgartner.

Ledtrådar för att söka efter liv på Mars

För drygt två år sedan, Dr. Baumgartners kollega Tara Djokic, en UNSW Ph.D. kandidat, hittade stromatoliter i varma källor i samma region i WA, trycker tillbaka den tidigaste kända existensen av mikrobiellt liv på land med 580 miljoner år.

"Taras främsta fynd var dessa exceptionella geyseritavlagringar som tyder på att det har funnits gejsrar i detta område, och därför vätskeutdrivningar på exponerad markyta, " säger Dr. Baumgartner.

"Hennes studie var fokuserad på den bredare geologiska miljön i paleo-miljön - att ge stöd till teorin om att liv uppstod på land, snarare än i havet – medan min studie verkligen gick djupare på de finare detaljerna i stromatolitstrukturerna från området."

Forskarna säger att båda studierna hjälper oss att svara på en central fråga:var kom mänskligheten ifrån?

"Att förstå var livet kunde ha uppstått är verkligen viktigt för att förstå våra härkomster. Och därifrån, det kan hjälpa oss att förstå var annars livet kunde ha inträffat – till exempel, där det kickstartades på andra planeter, " säger Dr. Baumgartner.

Bara förra månaden, Forskare från NASA och European Space Agency (ESA) tillbringade en vecka i Pilbara med Martin Van Kranendonk för specialistutbildning i att identifiera tecken på liv i samma gamla stenar. Det var första gången som Van Kranendonk delade regionens insikter med ett dedikerat team av Mars-specialister – en grupp inklusive cheferna för NASA och ESA Mars 2020-uppdrag.

"Det är djupt tillfredsställande att Australiens forntida stenar och vårt vetenskapliga kunnande ger ett så betydande bidrag till vårt sökande efter utomjordiskt liv och avslöjar Mars hemligheter, säger professor Van Kranendonk.