Μια αναπάντεχη ανακάλυψη στο Μαρόκο υποδηλώνει ότι μικρόβια των βαθιών υδάτων άφηναν τα “ρυτιδωμένα αποτυπώματά” τους στο σκοτάδι του ωκεανού πριν από 180 εκατομμύρια χρόνια.
Κατά την εξερεύνηση αρχαίων θαλάσσιων πυθμένων στο Μαρόκο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν περίεργες υφές που μοιάζουν με ρυτίδες σε ιζήματα βαθέων υδάτων, οι οποίες δεν θα έπρεπε να βρίσκονται εκεί. Αυτές οι δομές δημιουργούνται συνήθως από μικροβιακά στρώματα που αγαπούν το ηλιακό φως σε ρηχά νερά.
Ωστόσο, τα πετρώματα αυτά σχηματίστηκαν πολύ πιο κάτω από το σημείο που φτάνει το φως, υποδηλώνοντας μια διαφορετική εξήγηση. Τα στοιχεία δείχνουν χημειοσυνθετικά μικρόβια — οργανισμούς που τροφοδοτούνται από χημικές αντιδράσεις — τα οποία δημιούργησαν αυτά τα στρώματα στα σκοτεινά βάθη ενός αρχαίου ωκεανού.
Η Δρ. Rowan Martindale, παλαιοοικολόγος και γεωβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν, έκανε πεζοπορία στην κοιλάδα Νταντές (Dadès) στα Κεντρικά Όρη του Μεγάλου Άτλαντα στο Μαρόκο, όταν κάτι ασυνήθιστο της τράβηξε την προσοχή και την έκανε να σταματήσει.
Η Martindale και η ερευνητική της ομάδα, συμπεριλαμβανομένου του Stéphane Bodin από το Πανεπιστήμιο του Άαρχους (Aarhus), εξερευνούσαν την τραχιά κοιλάδα για να μελετήσουν την οικολογία αρχαίων συστημάτων υφάλων που υπήρχαν κάποτε εκεί, όταν η περιοχή βρισκόταν κάτω από τον ωκεανό.
Η πρόσβαση σε αυτούς τους υφάλους απαιτούσε τη διέλευση πολυάριθμων στρωμάτων από τουρβιδίτες — ιζήματα που σχηματίστηκαν από πυκνές υποθαλάσσιες ροές συντριμμιών.
Συχνά σε αυτές τις αποθέσεις εμφανίζονται μοτίβα κυματισμών (ripples). Ωστόσο, η Martindale παρατήρησε μικρές προεξοχές και ρυτίδες στρωμένες πάνω από τους κυματισμούς, οι οποίες φαίνονταν ασυνήθιστες.
«Καθώς ανεβαίναμε αυτούς τους τουρβιδίτες, κοίταζα γύρω μου και αυτό το πανέμορφα κυματιστό επίπεδο ιζηματογένεσης μου τράβηξε την προσοχή”, λέει η Martindale. “Είπα: ‘Stéphane, πρέπει να έρθεις πίσω εδώ. Αυτές είναι ρυτιδωτές δομές!’»
Τι είναι οι ρυτιδωτές δομές
Οι ρυτιδωτές δομές είναι μικροσκοπικές προεξοχές και κοιλώματα, με μέγεθος που κυμαίνεται από χιλιοστά έως εκατοστά. Αναπτύσσονται όταν κοινότητες φυκών και μικροβίων αναπτύσσονται σε στρώματα (mats) πάνω σε αμμώδεις θαλάσσιους πυθμένες.
Αυτές οι ευαίσθητες υφές σπάνια διατηρούνται σε νεότερα πετρώματα, επειδή τα ζώα συχνά τις αναταράσσουν και τις καταστρέφουν. Ως αποτέλεσμα, οι ρυτιδωτές δομές είναι ασυνήθιστες σε πετρώματα νεότερα των 540 εκατομμυρίων ετών, εποχή κατά την οποία η ζωική ζωή διαφοροποιήθηκε γρήγορα και άρχισε να αναδεύει ενεργά τα θαλάσσια ιζήματα. Σήμερα, οι επιστήμονες εντοπίζουν συνήθως ρυτιδωτές δομές σε ρηχά παλιρροϊκά περιβάλλοντα, όπου το ηλιακό φως υποστηρίζει τα φωτοσυνθετικά φύκη.
Γιατί αυτές οι ρυτίδες δεν θα έπρεπε να υπάρχουν
Οι ρυτιδωτές δομές που εντόπισε η Martindale εμφανίστηκαν σε πετρώματα που σχηματίστηκαν πολύ κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού. Οι τουρβιδίτες όπου βρέθηκαν είχαν αποτεθεί σε βάθη τουλάχιστον 180 μέτρων, πολύ βαθιά για να εισχωρήσει το ηλιακό φως. Αυτό σήμαινε ότι οι δομές δεν θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί από τα ίδια εξαρτώμενα από το φως φύκη που δημιουργούν τα ρυτιδωτά μοτίβα σε ρηχά περιβάλλοντα σήμερα.
Προηγούμενοι ισχυρισμοί για την ύπαρξη ρυτιδωτών δομών σε αποθέσεις τουρβιδιτών βαθέων υδάτων έχουν επίσης αμφισβητηθεί. Μια επιπλέον περιπλοκή ήταν η ηλικία των πετρωμάτων. Με ηλικία περίπου 180 εκατομμυρίων ετών, σχηματίστηκαν σε μια εποχή που τα ζώα αναδεύαν ενεργά τον θαλάσσιο πυθμένα παγκοσμίως, κάτι που κανονικά εξαφανίζει τις ευαίσθητες μικροβιακές υφές.
Με άλλα λόγια, οι ρυτιδωτές δομές που είδε η Martindale δεν θα έπρεπε να έχουν διατηρηθεί καθόλου. Αναγνωρίζοντας πόσο ασυνήθιστο ήταν το εύρημα, ξεκίνησε να επιβεβαιώσει εάν η αρχική της εντύπωση ήταν σωστή.
«Ας εξετάσουμε κάθε μεμονωμένο αποδεικτικό στοιχείο που μπορούμε να βρούμε για να βεβαιωθούμε ότι πρόκειται για ρυτιδωτές δομές σε τουρβιδίτες», λέει η Martindale, επειδή οι ρυτιδωτές δομές, που συνήθως έχουν φωτοσυνθετική προέλευση, «δεν θα έπρεπε να βρίσκονται σε αυτό το περιβάλλον βαθέων υδάτων».
Ενδείξεις χημειοσυνθετικής μικροβιακής ζωής
Η ερευνητική ομάδα εξέτασε προσεκτικά τα γύρω στρώματα πετρωμάτων και επιβεβαίωσε ότι τα ιζήματα ήταν όντως τουρβιδίτες. Στη συνέχεια, ερεύνησαν εάν οι ασυνήθιστες υφές σχηματίστηκαν πράγματι από βιολογική δραστηριότητα. Οι χημικές δοκιμές παρείχαν ένα βασικό στοιχείο.
Το ίζημα ακριβώς κάτω από τις ρυτίδες περιείχε αυξημένα επίπεδα άνθρακα, γεγονός που συχνά υποδηλώνει βιολογική προέλευση.
Η ομάδα στράφηκε επίσης σε σύγχρονα ωκεάνια περιβάλλοντα για σύγκριση.
Πλάνα από τηλεχειριζόμενα υποβρύχια που εξερευνούν θαλάσσιους πυθμένες πολύ κάτω από τη φωτική ζώνη αποκάλυψαν ότι μικροβιακά στρώματα μπορούν να αναπτυχθούν και εκεί, αλλά παράγονται από χημειοσυνθετικά βακτήρια. Αυτά τα μικρόβια αντλούν ενέργεια από χημικές αντιδράσεις αντί για το ηλιακό φως.
Πώς τα μικρόβια των βαθέων υδάτων δημιούργησαν τις ρυτίδες
Συνδυάζοντας γεωλογικές παρατηρήσεις, χημικές ενδείξεις και σύγχρονα παραδείγματα από τον βαθύ ωκεανό, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ανακάλυψαν χημειοσυνθετικές ρυτιδωτές δομές διατηρημένες στο αρχείο των πετρωμάτων.
Οι ροές τουρβιδιτών πιθανότατα έπαιξαν κρίσιμο ρόλο στη δημιουργία των κατάλληλων συνθηκών. Αυτές οι ροές συντριμμιών μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά και οργανική ύλη σε βαθιά νερά, ενώ παράλληλα μειώνουν τα επίπεδα οξυγόνου στα γύρω ιζήματα. Τέτοιες συνθήκες μπορούν να υποστηρίξουν κοινότητες χημειοσυνθετικών βακτηρίων.
Κατά τη διάρκεια των πιο ήρεμων περιόδων ανάμεσα στις ροές συντριμμιών, αυτά τα βακτήρια μπορούν να εξαπλωθούν στον θαλάσσιο πυθμένα και να σχηματίσουν στρώματα (mats) πάνω από το ίζημα.
Καθώς τα στρώματα αναπτύσσονται, δημιουργούν τα ρυτιδωτά μοτίβα επιφανείας που παρατήρησε η Martindale στα πετρώματα του Μαρόκου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επόμενη ροή συντριμμιών θα εξαφάνιζε το στρώμα, αλλά περιστασιακά η δομή θάβεται και διατηρείται.
Διευρύνοντας την αναζήτηση για την αρχαία ζωή
Η Martindale ελπίζει τώρα να διεξάγει εργαστηριακά πειράματα για να κατανοήσει καλύτερα πώς οι ρυτιδωτές δομές μπορούν να αναπτυχθούν μέσα σε περιβάλλοντα τουρβιδιτών. Ελπίζει επίσης ότι η ανακάλυψη αυτή θα ενθαρρύνει τους επιστήμονες να επανεξετάσουν τη μακροχρόνια παραδοχή ότι οι ρυτιδωτές δομές δημιουργούνται αποκλειστικά από φωτοσυνθετικά μικροβιακά στρώματα.
Εάν τα χημειοσυνθετικά στρώματα μπορούν επίσης να παράγουν αυτά τα χαρακτηριστικά, οι γεωλόγοι ίσως αρχίσουν να αναζητούν ρυτιδωτές δομές σε περιβάλλοντα που προηγουμένως είχαν παραβλεφθεί στην αναζήτηση της αρχαίας ζωής. «Οι ρυτιδωτές δομές αποτελούν πραγματικά σημαντικά αποδεικτικά στοιχεία για την πρώιμη εξέλιξη της ζωής», λέει η Martindale. Αγνοώντας την πιθανή παρουσία τους σε τουρβιδίτες, «ίσως χάνουμε ένα κομμάτι-κλειδί της ιστορίας της μικροβιακής ζωής».
