650 miljoonan vuoden ikäinen fossiili. Kuvahyvitys: Dr. J. William Schopf / UCLA. Klikkaa suurentaaksesi
UCLA-paleobiologi J. William Schopf ja hänen kollegansa ovat tuottaneet kolmiulotteisia kuvia muinaisista fossiileista - 650–850 miljoonaa vuotta vanhoja -, jotka on säilytetty kivillä, saavutusta, jota ei koskaan ole tehty.
Jos tuleva avaruusmatka Marsiin tuo kivet takaisin Maahan, Schopf sanoi, että hänen käyttämänsä tekniikat, joita kutsutaan konfokaalisiksi laserskannausmikroskopioiksi ja Raman-spektroskopioiksi, voisivat antaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia kivien sisällä olevia mikroskooppisia fossiileja etsimään elämän merkkejä, kuten orgaaniset soluseinät. Nämä tekniikat eivät tuhoa kiviä.
"On hämmästyttävää nähdä orgaanisesti säilynyt, mikroskooppinen fossiili kalliossa ja nähdä nämä mikroskooppiset fossiilit kolmiulotteisena", sanoi Schopf, joka on myös geologi, mikrobiologi ja orgaaninen geokemisti. ”On erittäin vaikea saada käsitystä melkein miljardi vuotta sitten eläneiden organismien biokemiasta, ja tämä (konfokaalimikroskopia ja Raman-spektroskopia) antaa sen sinulle. Näet solut konfokaalimikroskopiassa, ja Raman-spektroskopia antaa sinulle kemian.
”Voimme katsoa fossiilin alapuolelle, nähdä sen ylhäältä, sivuilta ja kiertää sitä ympäri; emme voineet tehdä sitä millään muulla tekniikalla, mutta nyt voimme, koska konfokaalinen laserskannausmikroskopia. Lisäksi, vaikka fossiilit ovat erittäin pieniä, kuvat ovat teräviä ja teräviä. Joten voimme nähdä kuinka fossiilit ovat hajonneet miljoonien vuosien aikana ja oppia, mitkä ovat todellisia biologisia piirteitä ja mitä ajan myötä on muutettu. ”
Hänen tutkimuksensa julkaistaan Astrobiology-lehden tammikuun numerossa, jossa hän raportoi muinaisten fossiilien konfokaalisen mikroskopian tulokset. (Hän julkaisi muinaisten fossiilien muinaiset Raman-spektroskopian 3D-kuvat vuonna 2005 Geobiology-lehdessä.)
Ensimmäisenä vuonna Harvardin tutkinnon suorittaneena opiskelijana 1960-luvulla Schopfin tavoitteena oli suorittaa kivessä olevan yksittäisen mikroskooppisen fossiilin kemiallinen analyysi, mutta sillä ei ollut tähän asti tekniikkaa.
"Olen halunnut tehdä tämän 40 vuoden ajan, mutta ennen ei ollut mitään tapaa tehdä sitä", sanoi Schopf, ensimmäinen tiedemies, joka käytti konfokaalimikroskopiaa sellaisten muinaiskivien upotettujen fossiilien tutkimiseen. Hän on UCLA: n geofysiikan instituutin ja planeettafysiikan keskuksen johtaja evoluution ja elämän alkuperän tutkimiseksi.
Raman-spektroskopia, tekniikka, jota pääasiassa kemistit käyttävät, antaa sinun nähdä muinaisten mikro-organismien molekyyli- ja kemiallisen rakenteen kolmiulotteisesti paljastaen, mistä fossiilit ovat valmistettu tuhoamatta näytteitä. Raman-spektroskopia voi auttaa osoittamaan fossiilien biologisuus, Schopf sanoi. Tämä tekniikka käsittää näytteeseen keskittyneen mikroskoopin laserin; suurin osa laservalosta on hajallaan, mutta fossiili imee pienen osan.
Schopf on ensimmäinen tutkija, joka käytti tätä tekniikkaa muinaisten mikroskooppisten fossiilien analysoimiseen. Hän huomasi fossiilien koostumuksen muuttuneen; typpi, happi ja rikki poistettiin jättäen hiili ja vety.
Konfokaalimikroskopia käyttää keskittynyttä lasersädettä fossiilien orgaanisten seinien fluoresoimiseksi, jolloin niitä voidaan tarkastella kolmiulotteisesti. Tekniikka, jota biologit käyttivät ensin elävien solujen sisäisen toiminnan tutkimiseen, on uusi geologiassa.
Muinaiset mikro-organismit ovat ”lampivaatoa” varhaisimmassa elämässä, aivan liian pieniä nähdäkseen paljaalla silmällä.
Schopfin UCLA-avustajia ovat geologian jatko-opiskelijat Abhishek Tripathi ja Andrew Czaja sekä vanhempi tutkija Anatoliy Kudryavtsev. Tutkimusta rahoittaa NASA.
Schopf on "Maan aikaisimman biosfäärin" ja "Proterozoisen biosfäärin: monitieteellinen tutkimus" -kirjakirjatoimittaja, joka tarjoaa kattavimman tiedon yli 4 miljardin vuoden ajalta maapallon historiasta, aurinkokunnan muodostumisesta 4,6 miljardia vuotta sitten tapahtumiin puoli miljardia vuotta sitten.
Alkuperäinen lähde: UCLA-lehdistötiedote
