Как «микрофоссилии» могут обмануть учёных в поисках внеземной жизни

Обнаружение древнейших окаменелостей на Земле возрастом в миллиарды лет — предмет острых научных споров. Такие открытия часто начинаются с находки структур, похожих на очертания микроорганизмов. Они важны не только для понимания ранней жизни на Земле, но и как модель для поиска её следов на других планетах, например, на Марсе.

Однако как отличить истинные микрофоссилии от неорганических псевдоископителей? В 1996 году учёные NASA заявили о возможных следах внеземной жизни в метеорите, но последующие исследования не подтвердили их биологическое происхождение.

Новое исследование в Proceedings of the Royal Society B углубляет эту проблему, показывая, как объекты, похожие на микрофоссилии, могут формироваться без участия микробов. Это ставит под сомнение некоторые конкретные находки, но в итоге поможет учёным сфокусироваться на самых надёжных свидетельствах ранней жизни — на Земле и за её пределами.

Проблема идентификации

У микробов нет твёрдых частей, подобных костям. Иногда находят идеально сохранившиеся микроорганизмы в кремнистых отложениях. Чаще же встречаются объекты, которые на первый взгляд выглядят как окаменелости, но при детальном изучении оказываются псевдофоссилиями — частицами грязи или минеральными образованиями, лишь напоминающими микробов.

Чтобы отличить одно от другого, геологи и астробиологи анализируют форму, структуру и химический состав образцов, сравнивая их с современными окаменелостями или проводя эксперименты.

Микрофоссилии могут сохраняться как:

• Нитевидные трубки органического углерода.
• Полости в породе, повторяющие форму организма.
• Нити оксида железа, принявшие форму микроорганизма (к этой категории относятся некоторые громкие находки, в том числе в 4-миллиардных породах Канады).

Эксперимент: жизнь из пробирки без жизни

Новое исследование показывает, что не все полые трубчатые нити из оксида железа являются биогенными микрофоссилиями. Исследователь Шон МакМахон в эксперименте по «химическому садоводству» создал карман с кислой жидкостью внутри мембраны, помещённый в сильно щелочной раствор карбоната или силиката.

Когда внешний раствор проникал внутрь, карман рос и в итоге разрывался, выбрасывая струю внутренней жидкости, которая тут же заключалась в новую трубчатую мембрану. Этот процесс создавал сложные структуры полых нитей, которые поверхностно напоминают формы микробной жизни.

Выводы: недостаточно просто быть похожим

Это исследование — напоминание, что экстраординарные заявления (древнейшие окаменелости, жизнь на Марсе) требуют экстраординарных доказательств. Найти объект, похожий на микрофоссилию, уже недостаточно. Необходимы дополнительные данные:

• Трёхмерная микроскопия высокого разрешения.
• Химический анализ.
• Тщательный учёт геологического контекста и альтернативных объяснений.

МакМахон полагает, что заявленные 4-миллиардные нити оксида железа с большей вероятностью являются результатом химической реакции флюидов с древним морским дном, а не древнейшими окаменелостями.

Однако это не отвергает возможность существования истинных микрофоссилий из оксида железа или их полезность как модели для поиска жизни. Важно, что химический эксперимент воспроизвёл лишь некоторые формы, но не другие ключевые биологические структуры, например, септированные (разделённые перегородками) нити с клеточными стенками.

Поиск ответов на фундаментальные вопросы о происхождении и распространении жизни — долгий путь, и мы пока не знаем, близки ли мы к его завершению.