חתימות סמן ביולוגי שנמצאו בסלעים המתוארכים ללפני 1.64 מיליארד שנים, הושארו על ידי מגוון שלם של אורגניזמים שלא היו ידועים עד כה, ששלטו בחיים על פני כדור הארץ, בעולם דל חמצן בעידן שלפני הופעתם של צמחים, בעלי חיים ופטריות. האורגניזמים האלה לא היו דומים לשום דבר שחי היום; המגלים שלהם, בראשם הפליאו-ביוגאוכימאים (paleobiogeochemists) יוכן ברוק (Jochen Brocks) ובנג'מין נטרסהיים (Benjamin Nettersheim) מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, קראו להם ביחד בשם ביומת הפרוטוסטרול (protosterol biota).
הם עשויים להיות הטורפים המוקדמים ביותר בעולם, שחגגו על חיידקים שנמצאו בשפע באוקיינוסים באותה תקופה; ונראה שהם גם אבותיהם של כל החיים האיקריוטיים על פני כדור הארץ. זה כל הצמחים, בעלי החיים והפטריות שקיימים עכשיו - כולל אותנו.
"שרידים מולקולריים של ביומת הפרוטוסטרול שהתגלתה בסלעים בני 1.6 מיליארד שנה הם השרידים הקדומים ביותר של השושלת שלנו - הם חיו עוד לפני האב הקדמון המשותף האיקריוטי האחרון (לפני 1.2 מיליארד שנה)", אמר נטרסהיים, שהוא כעת באוניברסיטת ברמן בגרמניה. "היצורים הקדומים הללו היו בשפע במערכות אקולוגיות ימיות ברחבי העולם וכנראה עיצבו מערכות אקולוגיות במשך חלק ניכר מההיסטוריה של כדור הארץ."
מכיוון שהחיים האיקריוטיים - אורגניזמים שתאיהם מכילים גרעין - הם כה דומיננטיים כיום, מדענים חושבים שהם היו חייבים להופיע לפני יותר ממיליארד שנים. פליאוביולוגים חיפשו את האוקריוטים המוקדמים הללו במשך זמן רב, אך זיהוי אורגניזמים קדומים הוא במקרה הטוב מאתגר. מכיוון שעברו יותר ממיליארד שנים מאז שהם חיו, כל העקבות שהם השאירו מאחור צפויים להיות מדולדלים ביותר, וקשה לאבחן אותם בביטחון.
התגלית בוצעה תוך ניתוח סלעים מנתיבי מים ברחבי העולם, שהקדומים שבהם היו מתצורת בארני קריק (Barney Creek Formation) באוסטרליה, המתוארכים ללפני 1.64 מיליארד שנים. הם בעיקר חיפשו סטרואידים, סמן ביולוגי של איקריוטים מוקדמים שנחזה לראשונה על ידי הביוכימאי חתן פרס הנובל קונרד בלוך ב-1994, מכיוון שכמעט כל האיקריוטים יכולים לסנתז סטרואידים, כמו כולסטרול.
"השתמשנו בשילוב של טכניקות כדי להמיר תחילה סטרואידים מודרניים שונים למקבילות המאובנות שלהם; אחרת, לא היינו יודעים אפילו מה לחפש", מסביר ברוק. הוא מוסיף, "מדענים התעלמו מהמולקולות הללו במשך עשרות שנים מכיוון שהן אינן תואמות לתמונות חיפוש מולקולריות טיפוסיות. ברגע שהכרנו את המטרה שלנו, גילינו שעשרות סלעים אחרים, שנלקחו מנתיבי מים בני מיליארד שנים ברחבי העולם, שופעים במולקולות מאובנות דומות."
התגלית מראה שהסמנים הביולוגיים האוקריוטיים הללו הסתתרו כל הזמן תחת עיננו, אם כי מי היו היצורים שיצרו אותם נותר לא ידוע, שכן מאובנים של היצורים עצמם לא נמצאו. עם זאת, החוקרים מאמינים שהאורגניזמים של ביומת פרוטוסטרול היו גדולים ומורכבים יותר מחיידקים, ושגשגו עליהם כשרשרת הבאה ברשת המזון. "אנחנו מאמינים שהם היו הטורפים הראשונים על פני כדור הארץ, צדו וזללו חיידקים", אומר ברוק.
מעניין לציין שהעקבות שהותירו אחריהם יצורים אלה הפסיקו להופיע בתיעוד המאובנים לפני כ-800 מיליון שנה. לאחר נקודה זו מתחילות להופיע אצות ופטריות; על פי החשד, בעלי החיים הראשונים הופיעו לפני כ-700 או 600 מיליון שנה. הדעיכה של ביומת פרוטוסטרול והופעת אורגניזמים אחרים ידועה בשם הטרנספורמציה הטונית (Tonian Transformation), וזהו אחד השינויים העמוקים ביותר שעברה האקולוגיה של כדור הארץ, שאפשר את זריחתם של האוקריוטים המודרניים.
הגילוי של סטרולים הדומים מאד לאלו שגופנו מייצר היום, בקבוצה שונה מאד של אורגניזמים, מאפשר לנו לעקוב אחר ההיסטוריה שלנו לתקופה הרבה יותר רחוקה מאי פעם. "גולת הכותרת של הממצא הזה היא לא רק הרחבה של הרשומה המולקולרית הנוכחית של אוקריוטים", אומר הפלאוביוגאוכימאי כריסטיאן האלמן (Christian Hallmann) ממרכז המחקר הגרמני למדעי הגיאוגרפיה.
"בהתחשב בכך שהאב הקדמון המשותף האחרון של כל האיקריוטים המודרניים, כולל אותנו בני האדם, היה מסוגל לייצר סטרולים מודרניים 'רגילים', סיכוי גבוה שהאיקריוטים האחראים על החתימות הנדירות הללו שייכים לגזע העץ הפילוגנטי."
מקורות:
