‘Archaea bestonden 3,42 miljard jaar geleden al’

Karlijn Klei

2021-07-16 08:59:27

archaea

Dradige fossielen uit zeebodemgesteente suggereren dat een groep eencellige micro-organismen (archaea) eerder ontstond dan men dacht.

Ergens tussen 3 en 4 miljard jaar geleden ontstond er leven op aarde. Maar waar die levensbron lag en hoe de omstandigheden er precies leidden tot die eerste simpele ‘cellen’, daar zijn onderzoekers nog niet over uit. Met de ontdekking van een serie van wat 3,42 miljard jaar oude fossielen van micro-organismen zouden zijn, komen wetenschappers weer een stapje dichterbij het ontrafelen van dat mysterie. De gefossiliseerde archaea, zo schrijven de onderzoekers in vakblad Science Advances, zouden de oudsten in hun soort zijn.

Lees ook:

Essentiële elementen

Het team, verbonden aan de Universiteit van Bologna, vond de fossielen in gesteentelagen uit de zogenaamde Barberton Greenstone-gordel in Zuid-Afrika. Deze regio, vlakbij de grens met Eswatini en Mozambique, huist wat van het oudste en best behouden gebleven sedimentaire gesteente ter wereld.

Een leek kan ernaar turen tot hij een ons weegt en nog alleen een stuk steen met vlekken zien. Maar het team achter het nieuwe onderzoek leidde aan de vorm van die ‘vlekken’ en de aanwezigheid van bepaalde elementen af dat het om de bijzonder goed bewaard gebleven overblijfselen van oeroude oude micro-organismen gaat.

Arnold van Driessen, hoogleraar moleculaire microbiologie aan de Rijksuniversiteit Groningen, niet betrokken bij het onderzoek, legt uit: “De biologische afkomst (van de ‘vlekken/fossielen’, red.) leidden de onderzoekers af aan vorm van de filamenten en de aanwezigheid van belangrijke elementen van het leven. Dat zijn bijvoorbeeld koolstof, stikstof, zuurstof en waterstof, maar ook zwavel. Al deze elementen zijn onderdeel van organische verbindingen.”

Het gesteente waaruit de fossielsamples afkomstig zijn. © Cavalazzi et al., 2021/Science Advances

Methaanmetabolisme

Specifiek stellen de onderzoekers dat het gaat om archaea: eencellige micro-organismen die naast de bacteriën en de eukaryoten (zoals planten en dieren) een van de drie domeinen van het leven vormen. “Dat concluderen de auteurs op basis van de aanwezigheid van een vorm van nikkel in een complex met organische verbindingen”, licht Driessen toe. “Daarmee onderscheidt het zich van de typische nikkel bevattende mineralen van abiotische (niet-levende, red.) origine.”

Die speciale vorm van nikkel speelt een belangrijke rol in methaanmetabolisme: vormen van stofwisseling waarbij methaan ontstaat (methanogenese) of verbruikt (methanotrofie) wordt. “Methanogenese is uniek voor archaea”, vertelt Van Driessen. “Methanotrofe groei komt zowel bij archaea als bij bacteriën voor.”

Hete (levens)bron

Het gesteente was volgens de auteurs ooit deel van een bijzonder diepzee-ecosysteem: een hydrothermale bron. Hydrothermale bronnen zijn scheuren in de aardkorst, waardoor door vulkanisme verhit zwavelrijk water omhoog de zee in vloeit. De samenkomst van die hete zwavelrijke vloeistof en het koelere zeewater, zou lokaal een chemische oersoep gevormd hebben: een plek waar mogelijk het eerste leven zou zijn ontstaan.

De archaea, die de onderzoekers op maar liefst 3,42 miljard jaar oud schatten, zouden daar (op de wat koelere delen) dankzij hun methaanmetabolisme heerlijk vertoefd hebben. “Beide vormen van methaanmetabolisme zijn mogelijk in de anaerobe (zuurstofarme, red.) omgeving van een hydrothermale bron van 3,42 miljard jaar geleden”, vertelt Driessen. “Naar mijn weten zijn dit de oudste fossielen van archaea die we tot nu toe hebben ontdekt. Het suggereert dan leven over een nog kortere periode is ontstaan na de vorming van de aarde dan eerder gedacht.”

Barberton Greenstone-gordel in Zuid-Afrika. ©A. Hofmann

Bronnen: Science Advances, EurekAlert!

Beeld: Cavalazzi et al., 2021/Science Advances; A. Hofmann

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

KIJK editie 11 - 2021
Nieuwste editie

Met onder andere: Worden robots ooit autonoom? - Bijdehante beestjes - Tech-toys