Изучение микрофоссилий, сохранившихся в горных породах, раскрывает тайны развития жизни на Земле. Японские учёные создали способ определения содержания микроэлементов в окаменелостях с высокой точностью.
В течение длительного времени микрофоссилии, найденные в Ганфлинтской формации Канады, являлись образцом для исследования самых ранних видов живых существ. Однако некоторые их биохимические особенности по-прежнему остаются непонятными.
Сейчас группу учёных, возглавляемую Акизуми Исидой, Akizumi IshidaУченые из Университета Тохоку совместно с экспертами из Токийского университета и Университета Коти (все — Япония) обнаружили следы фосфора и молибдена в образцах возрастом 1,9 миллиарда лет. Фосфор и молибден — критически важные для жизни элементы, и их обнаружение в древних отложениях было сложной задачей для исследователей.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Scientific ReportsВдоль контуров микрофоссилий обнаружили фосфор. Это открытие важное, поскольку фосфор является основным компонентом фосфолипидов, из которых состоят клеточные мембраны современных организмов.
Анализ показал, что примерно 1,9 миллиарда лет назад некоторые микроорганизмы использовали фосфолипидные мембраны, такие же, как у современных бактерий и архей.
Наличие молибдена в микрофоссилях говорит о том, что древние микроорганизмы могли иметь сложные метаболические механизмы и поглощать азот из среды.
Новые исследования дают возможность глубже познать развитие клеточных структур и узнать о химическом составе древних микроорганизмов.
Инновационный метод наноразмерной масс-спектрометрии вторичных ионов (NanoSIMS) позволил с небывалой точностью обнаружить и визуализировать распределение химических элементов в древних микрофоссилиях, что сделало открытие возможным.
Внедрение электропроводящего стекла с покрытием из оксида индия и олова (ITO-стекло) стало ключевым нововведением, существенно повысившее качество наблюдений при использовании оптических и электронных микроскопов.
Изучение подтверждает предположение о том, что ганфлинтские микрофоссилии произошли от цианобактерий.
Успех японских ученых позволит применить NanoSIMS к другим древним образцам, например, микрофоссилиям из архейских пород возрастом более 2,5 миллиарда лет. Анализ этих образцов поможет понять, когда и как возникли ключевые биохимические процессы, такие как фотосинтез и фиксация азота, и какое влияние они оказали на эволюцию жизни на Земле.
Применение этого инновационного метода в будущем может открыть новые горизонты для изучения эволюции на Земле.