Окаменелость 650 миллионов лет. Изображение предоставлено доктором Дж. Уильямом Шопфом / UCLA. нажмите, чтобы увеличить
Палеобиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Дж. Уильям Шопф и его коллеги создали трехмерные изображения древних окаменелостей - от 650 до 850 миллионов лет - сохранившихся в горных породах, чего еще никогда не было.
Если будущая космическая миссия на Марс вернет камни на Землю, Шопф сказал, что использованные им методы, называемые конфокальной лазерной сканирующей микроскопией и спектроскопией комбинационного рассеяния, могли бы позволить ученым смотреть на микроскопические окаменелости внутри скал в поисках признаков жизни, таких как органические клеточные стенки. Эти методы не разрушат камни.
«Поразительно видеть органически сохранившиеся микроскопические окаменелости внутри скалы и видеть эти микроскопические окаменелости в трех измерениях», - сказал Шопф, который также является геологом, микробиологом и органическим геохимиком. «Очень трудно получить представление о биохимии организмов, которые жили почти миллиард лет назад, и это (конфокальная микроскопия и рамановская спектроскопия) дает вам это. Вы видите клетки в конфокальной микроскопии, а спектроскопия комбинационного рассеяния дает вам химию.
«Мы можем заглянуть под ископаемое, увидеть его сверху, сбоку и повернуть вокруг; мы не могли бы сделать это с любой другой техникой, но теперь мы можем, из-за конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Кроме того, даже несмотря на то, что окаменелости чрезвычайно малы, изображения четкие и четкие. Итак, мы можем увидеть, как ископаемые остатки деградировали за миллионы лет, и узнать, каковы реальные биологические особенности и что изменилось с течением времени ».
Его исследование опубликовано в январском номере журнала Astrobiology, в котором он сообщает о результатах конфокальной микроскопии древних окаменелостей. (Он опубликовал древнюю комбинационную спектроскопию трехмерных изображений древних окаменелостей в 2005 году в журнале Geobiology.)
Со времени своего первого года обучения в Гарвардском университете в 1960-х годах Шопф преследовал цель провести химический анализ отдельных микроскопических окаменелостей в скале, но до сих пор не имел никакой техники для этого.
«Я хотел сделать это в течение 40 лет, но раньше не было никакого способа сделать это», - сказал Шопф, первый ученый, который использовал конфокальную микроскопию для изучения окаменелостей, заложенных в такие древние породы. Он является директором Института геофизики и физики планет в Университете Калифорнийского университета по изучению эволюции и происхождения жизни.
Рамановская спектроскопия, метод, используемый в основном химиками, позволяет увидеть молекулярную и химическую структуру древних микроорганизмов в трех измерениях, показывая, из чего сделаны окаменелости, не разрушая образцы. Рамановская спектроскопия может помочь доказать, являются ли окаменелости биологическими, сказал Шопф. Эта методика включает лазер от микроскопа, сфокусированный на образце; большая часть лазерного света рассеивается, но небольшая часть поглощается ископаемым.
Шопф - первый ученый, применивший эту технику для анализа древних микроскопических окаменелостей. Он обнаружил, что состав окаменелостей изменился; азот, кислород и серу удаляли, оставляя углерод и водород.
Конфокальная микроскопия использует сфокусированный лазерный луч, чтобы сделать органические стенки окаменелостей флуоресцирующими, что позволяет рассматривать их в трех измерениях. Техника, впервые использованная биологами для изучения внутренней работы живых клеток, является новой для геологии.
Древние микроорганизмы являются «прудовой мразью» среди самых ранних жизней, слишком маленьких, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
Соавторами Schopf UCLA являются аспиранты геологии Абхишек Трипати и Эндрю Чая, а также старший научный сотрудник Анатолий Кудрявцев. Исследование финансируется НАСА.
Шопф является редактором «Первой биосферы Земли» и «Протерозойской биосферы: междисциплинарное исследование», сборников, в которых содержатся наиболее полные знания о более чем 4 миллиардах лет истории Земли, начиная с образования Солнечной системы 4,6 миллиарда лет назад. событиям полмиллиарда лет назад.
Источник: пресс-релиз UCLA
