يدعي العلماء أنهم عثروا على أقدم دليل على عملية التمثيل الضوئي - وهو التفاعل الكيميائي الأكثر أهمية على وجه الأرض - في صخور عمرها 3.7 مليار سنة.
يدعي العلماء أنهم عثروا على أقدم دليل على عملية التمثيل الضوئي - وهو التفاعل الكيميائي الأكثر أهمية على وجه الأرض - في صخور عمرها 3.7 مليار سنة.
التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم بها بعض النباتات والطحالب والبكتيريا بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية.
يقول باحثون دنماركيون إن الصخور من جرينلاند تظهر أن أشكال الحياة قد ساعدت في هذه العملية قبل حوالي مليار سنة مما كان يعتقد.
ونُشرت تفاصيل البحث في مجلة Earth and Planetary Science Letters.
وقام البروفيسور مينيك روزينج والبروفيسور روبرت فراي من جامعة كوبنهاجن بالدنمارك، بتحليل الرواسب القديمة من قاع البحر في إيسوا، جرينلاند، حيث عثروا سابقًا على أقدم دليل على الحياة على الأرض.
وقال البروفيسور روزينج لبي بي سي نيوز أونلاين: "يظهر هذا أن الأرض كان لديها محيط حيوي فعال منذ حوالي 3.7 مليار سنة".
واكتشف الباحثون كميات كبيرة من عنصر اليورانيوم في الرواسب القديمة، والتي يبدو أنها جاءت من مياه المحيط.
في بيئة "فقيرة" حيث يحدث القليل من التمثيل الضوئي أو لا يحدث على الإطلاق، فإن عنصري الثوريوم واليورانيوم سوف يدوران في مياه المحيط معًا كجزيئات معدنية.
تشير الوفرة العالية لليورانيوم مقارنة بالثوريوم في صخور إيسوا إلى أن اليورانيوم تم فصله كيميائيًا عن الثوريوم.
ويحدث هذا في ظل ظروف "الأكسدة"، عندما تطلق النباتات الأكسجين في البيئة.
وخلص روزينج وفراي إلى أن الميكروبات، المشابهة للبكتيريا الزرقاء الموجودة اليوم، تحول ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية من خلال عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني، وهي عملية التمثيل الضوئي التي تنتج الأكسجين.
تشير التقديرات إلى أن عملية التمثيل الضوئي غير المؤكسد، وهو نوع من التفاعل الذي لا ينتج الأكسجين كمنتج ثانوي، تم تطويره قبل عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني.
ولا يجادل البروفيسور روزينج في ذلك، لكنه قال: "المشكلة هي أنك لا تستطيع معرفة المدة التي تطورت فيها الحياة قبل 3.7 مليار سنة. لقد توقف السجل الجيولوجي عند هذا الحد أو ذاك."
وقال البروفيسور مايكل بيكل، الجيولوجي من جامعة كامبريدج في إنجلترا، إن وجود عملية التمثيل الضوئي قبل 3.7 مليار سنة لم يكن موضع شك.
ومع ذلك، كان روجر بويك، الأستاذ المشارك في علم الأحياء الفلكي بجامعة واشنطن في سياتل بالولايات المتحدة، حذرًا بشأن النتائج.
"أي شيء في مثل هذا العمر أمر مشكوك فيه بعض الشيء. لقد تم وضع هذه الصخور في المطحنة الجيولوجية مرات عديدة، وسيكون من الصعب أن تشهد بأن ما تراه قديم".
وعلى الرغم من ذلك، يدعي روزينج أن نظائر الرصاص الموجودة في الصخور تحتفظ بنوع من "الذاكرة النظائرية" الدقيقة لتركيبة اليورانيوم والثوريوم في الماضي، مما يوحي بأن قيم النظائر قديمة، أو حقيقية.
"يعرف مينيك روزينج [صخور إيسوا] أفضل من أي شخص آخر. وأضاف الدكتور بويكي: "لا أشك في معلوماته للحظة، أنا فقط أتساءل عن مدى قوة تفسير هذه المعلومات".
أثبتت الدراسات التي أجراها بويك على صخور بيلبارا بأستراليا عملية التمثيل الضوئي منذ 2.6 إلى 2.7 مليار سنة. ومع ذلك، فإن النتائج الأخيرة تحدد التاريخ قبل حوالي مليار سنة.
"إن الكيمياء الحيوية، التي تحتاج إلى التمثيل الضوئي الأكسجين، تحتاج إلى الكثير من التطور البكتيري. وقال بويكي: "إذا كانت النتائج التي توصلوا إليها صحيحة، فإن الحياة على الأرض كانت معقدة للغاية في المراحل الأولى من التاريخ".
لمدة 750 مليون سنة تقريبًا بعد تكوينها، تعرضت الأرض للقصف بالنيازك. انتهى هذا القصف منذ حوالي 3.8 مليار سنة فقط.
"قد تعتقد أن هذه الظروف ستكون معادية تمامًا لمركبات البناء الضوئي الأكسجيني، لكن الحياة قد تكون أقدم وأكثر قوة مما كنا نعتقد".
