Oamenii de știință sunt uimiți de descoperirea unor semne ale vieții antice într-un loc complet neașteptat. Zonele ondulate din rocile vechi din Maroc ar putea fi amprentele conservate ale unor microbi din adâncuri, care au trăit fără lumina soarelui acum 180 de milioane de ani.
În timp ce explorau roci vechi de pe fundul mării în Maroc, oamenii de știință au descoperit modele neobișnuite de cute, acolo unde nu se așteptau să le găsească. Aceste structuri sunt, în mod normal, asociate cu biolmaturi în ape puțin adânci și luminate de soare, însă rocile s-au format la sute de metri sub suprafață, în întuneric. Dovezile indică faptul că microbi chemosintetici au creat cutele, dezvăluind că ecosistemele microbiene din adâncurile oceanului ar fi putut fi mai răspândite decât se credea anterior.
O descoperire surprinzătoare în Maroc a scos la iveală structuri vechi de cute, conservate în sedimente de adâncime, unde lumina soarelui nu putea pătrunde. Cercetătorii consideră că aceste forme au fost create de microbi chemosintetici, contestând presupunerile de lungă durată despre unde pot fi găsite dovezi ale vieții antice.
În timp ce se plimba prin Valea Dadès din Maroc, Dr. Rowan Martindale a observat ceva atât de neobișnuit încât i-a atras imediat atenția. Martindale, un paleoecolog și geobiolog de la Universitatea Texas din Austin, explora peisajul accidentat alături de alți cercetători, inclusiv Stéphane Bodin de la Universitatea Aarhus. Scopul lor era să investigheze ecosisteme vechi de recife care existau odată sub un ocean ce acoperea regiunea cu milioane de ani în urmă. Pentru a ajunge la acele recife străvechi, echipa a trebuit să traverseze straturi extinse de roci cunoscute sub denumirea de turbidite. Aceste depuneri se formează atunci când avalanșe subacvatice de noroi, nisip și resturi se deplasează rapid pe fundul mării și, în cele din urmă, se așază în straturi groase de sedimente. Marcajele de undă sunt comune în astfel de depuneri, dar Martindale a observat ceva neobișnuit deasupra undelor. „În timp ce urcam pe aceste turbidite, mă uitam în jur și am observat un plan de stratificare minunat ondulat care mi-a atras atenția”, spune Martindale. „Am spus: ‘Stéphane, trebuie să vii aici. Acestea sunt structuri de cute!’”
Structurile de cute sunt creste și depresiuni mici care se pot forma atunci când comunitățile microbiene cresc în biolmaturi pe sedimente nisipoase. Aceste biolmaturi sunt formate din organisme microscopice precum alge și bacterii, care leagă sedimentul între ele și lasă texturi distincte la suprafață. Ele sunt importante pentru oameni de știință, deoarece pot oferi dovezi ale vieții microbiene antice. Cu toate acestea, structurile de cute sunt de obicei fragile. Odată ce animalele au început să sape activ prin sedimentele de pe fundul mării, acum sute de milioane de ani, aceste caracteristici delicate au fost adesea distruse înainte de a putea fi conservate. Ca urmare, structurile de cute sunt rare în rocile mai tinere de aproximativ 540 de milioane de ani, o perioadă care coincide cu o expansiune majoră a diversității animalelor. Astăzi, ele sunt cel mai adesea găsite în medii costiere puțin adânci, unde lumina soarelui susține algele fotosintetice.
Rocile pe care Martindale le examina prezentau o problemă majoră. Turbiditele care conțineau structurile de cute se formaseră în apă adâncă, la cel puțin 180 de metri sub suprafața oceanului. La acele adâncimi, lumina soarelui nu poate pătrunde, făcând imposibilă supraviețuirea algelor fotosintetice. Aceasta a ridicat imediat o problemă. Dacă microbii dependenți de lumina soarelui nu ar fi putut crea structurile, atunci cine ar fi putut? Rapoartele anterioare despre structurile de cute în turbidite vechi de adâncime au fost controversate și larg dezbătute. Vârsta rocilor a făcut misterul și mai surprinzător. Aceste sedimente s-au format în urmă cu aproximativ 180 de milioane de ani, într-o perioadă în care animalele de pe fundul mării erau abundente și tulburau constant sedimentul. Astfel de activități distrug de obicei texturile microbiene delicate înainte ca acestea să poată fi conservate. Totul despre descoperire sugera că structurile de cute nu ar trebui să existe în acel mediu. Martindale știa că afirmațiile extraordinare necesită dovezi solide. „Să analizăm fiecare bucată de dovadă pe care o putem găsi pentru a fi siguri că acestea sunt structuri de cute în turbidite”, spune Martindale, deoarece structurile de cute, de obicei de origine fotosintetică, „nu ar trebui să fie în acest mediu de apă adâncă”.
Echipa de cercetare a investigat cu atenție rocile pentru a confirma atât mediul în care s-au format sedimentele, cât și originea biologică a texturilor neobișnuite. Mai întâi, au verificat că straturile erau, într-adevăr, turbidite depuse în apă adâncă. Apoi, au căutat semnături chimice care ar putea dezvălui dacă organismele vii au jucat un rol în crearea structurilor. Analiza lor a arătat concentrații ridicate de carbon în straturile de sediment direct sub cute. Îmbogățirea cu carbon este adesea asociată cu activitatea biologică și a oferit un indiciu important că microbii au fost implicați. Cercetătorii s-au îndreptat apoi spre oceanele moderne pentru răspunsuri. Înregistrările video colectate de submersibile operate de la distanță au arătat că biolmaturile se pot forma chiar și în părți ale oceanului mult sub zona fotică, stratul superior luminat de soare unde are loc fotosinteza. În loc să se bazeze pe lumina soarelui, aceste comunități sunt construite de bacterii chemosintetice. Organismele chemosintetice generează energie din reacții chimice, mai degrabă decât din lumina soarelui. Unele folosesc compuși precum hidrogenul sulfurat sau metanul ca combustibil, permițându-le să prospere în medii întunecate unde viața fotosintetică nu poate supraviețui.
Atunci când dovezile geologice, datele chimice și observațiile moderne de pe fundul mării au fost luate în considerare împreună, cercetătorii au concluzionat că au identificat structuri de cute chemosintetice conservate în registrul geologic. Conform explicației lor propuse, fluxurile de turbidite au livrat nutrienți și materie organică pe fundul mării adânci. Pe măsură ce acel material se descompunea, nivelurile de oxigen din sediment au scăzut, creând condiții favorabile pentru microbii chemosintetici. În timpul intervalelor liniștite dintre fluxurile subacvatice de resturi, biolmaturile s-ar fi putut răspândi pe suprafața sedimentului. În timp, acele biolmaturi au dezvoltat cute distincte conservate în roci. De cele mai multe ori, fluxurile ulterioare de resturi ar fi șters biolmaturile. Cu toate acestea, ocazional, condițiile au permis biolmaturilor și texturilor lor ondulate să fie îngropate și conservate timp de milioane de ani.
Martindale speră că experimentele viitoare de laborator îi vor ajuta pe oameni de știință să înțeleagă mai bine exact cum se formează aceste structuri în medii de apă adâncă. Descoperirea ar putea, de asemenea, să lărgească gândirea științifică despre structurile de cute. Tradițional, cercetătorii le-au legat aproape exclusiv de biolmaturile fotosintetice care trăiesc în apă puțin adâncă. Noile descoperiri sugerează că și comunitățile chemosintetice pot produce caracteristici similare. Dacă acesta este cazul, geologii ar putea fi nevoiți să reevalueze medii care fuseseră anterior respinse ca locuri improbabile pentru conservarea dovezilor ecosistemelor microbiene antice. „Structurile de cute sunt piese de dovezi foarte importante în evoluția timpurie a vieții”, spune Martindale. Ignorând prezența lor posibilă în turbidite, „am putea rata o piesă cheie din istoria vieții microbiene.” Descoperirea ridică o posibilitate intrigantă: unele indicii despre trecutul microbian timpuriu al Pământului s-ar putea ascunde în locuri unde oamenii de știință nu s-au gândit niciodată să caute.