En fossil på 650 millioner år. Bildekreditt: Dr. J. William Schopf / UCLA. Klikk for å forstørre
UCLA-paleobiolog J. William Schopf og kolleger har produsert 3D-bilder av gamle fossiler - 650 til 850 millioner år gamle - bevart i bergarter, en prestasjon som aldri har blitt gjort før.
Hvis et fremtidig romoppdrag til Mars bringer bergarter tilbake til Jorden, sa Schopf teknikkene han har brukt, kalt konfokal laserskanning mikroskopi og Raman-spektroskopi, kan gjøre det mulig for forskere å se på mikroskopiske fossiler inne i steinene for å søke etter livstegn, som organiske cellevegger. Disse teknikkene ville ikke ødelegge bergartene.
"Det er forbløffende å se et organisk bevart, mikroskopisk fossil inne i en stein og se disse mikroskopiske fossilene i tre dimensjoner," sa Schopf, som også er geolog, mikrobiolog og organisk geokjemiker. "Det er veldig vanskelig å få innsikt i biokjemien til organismer som levde for nesten en milliard år siden, og dette (konfokal mikroskopi og Raman-spektroskopi) gir deg det. Du ser cellene i den konfokale mikroskopien, og Raman-spektroskopien gir deg kjemien.
”Vi kan se under fossilet, se det fra toppen, fra sidene og rotere det rundt; Vi kunne ikke gjøre det med noen annen teknikk, men nå kan vi det på grunn av konfokal laserskanningsmikroskopi. I tillegg, selv om fossilene er svært små, er bildene skarpe og sprø. Så vi kan se hvordan fossilene har forringet seg over millioner av år, og lære hva som er reelle biologiske trekk og hva som har blitt endret over tid. ”
Forskningen hans er publisert i januarutgaven av tidsskriftet Astrobiology, hvor han rapporterer konfokale mikroskopieresultater av de gamle fossilene. (Han publiserte gamle Raman-spektroskopi 3D-bilder av gamle fossiler i 2005 i tidsskriftet Geobiology.)
Siden hans første år som Harvard-student på 1960-tallet hadde Schopf som mål å utføre kjemisk analyse av et individuelt mikroskopisk fossil inne i en stein, men hadde ingen teknikk for å gjøre det før nå.
"Jeg har ønsket å gjøre dette i 40 år, men det var ikke noen måte å gjøre det før," sa Schopf, den første forskeren som brukte konfokal mikroskopi for å studere fossiler innebygd i slike gamle bergarter. Han er direktør for UCLAs Institute of Geophysics and Planetary Physics Center for the Study of Evolution and the Origin of Life.
Raman-spektroskopi, en teknikk som primært brukes av kjemikere, lar deg se molekylære og kjemiske strukturen til gamle mikroorganismer i tre dimensjoner, og avslører hva fossilene er laget av uten å ødelegge prøvene. Raman-spektroskopi kan bidra til å bevise om fossiler er biologiske, sa Schopf. Denne teknikken innebærer en laser fra et mikroskop fokusert på en prøve; det meste av laserlyset er spredt, men en liten del blir absorbert av fossilet.
Schopf er den første forskeren som brukte denne teknikken for å analysere gamle mikroskopiske fossiler. Han oppdaget at sammensetningen av fossilene endret seg; nitrogen, oksygen og svovel ble fjernet, og etterlot karbon og hydrogen.
Konfokal mikroskopi bruker en fokusert laserstråle for å gjøre de organiske veggene i fossilene fluorescerende, slik at de kan sees i tre dimensjoner. Teknikken, som først ble brukt av biologer for å studere de indre funksjonene til levende celler, er ny for geologien.
De gamle mikroorganismer er "damskum", blant de tidligste livene, altfor små til å bli sett med det blotte øye.
Schopfs UCLA-medforfattere inkluderer geologstudenter Abhishek Tripathi og Andrew Czaja og seniorforsker Anatoliy Kudryavtsev. Forskningen er finansiert av NASA.
Schopf er redaktør for "Earth's tidligste biosfære" og "The Proterozoic Biosphere: A Multidisciplinary Study", ledsagerbøker som gir den mest omfattende kunnskapen om mer enn 4 milliarder år av jordens historie, fra dannelsen av solsystemet for 4,6 milliarder år siden til hendelser for halvannen milliard år siden.
Originalkilde: UCLA News Release
