Oorsprong leven ‘nog verder terug’

Vondst Fossielen in Canada

Fossielen van bacteriën, in Canada gevonden, blijken bijna net zo oud als de aarde zelf. De oorsprong van leven schuift steeds verder terug.

Foto's van buisjes van ijzeretende bacteriën.

In Canada zijn de oudste sporen van leven gevonden. Het zijn fossielen van ijzervretende bacteriën van minstens 3,75 miljard jaar oud. Mogelijk zijn ze zelfs 4,28 miljard jaar oud. Het vorige ‘record’ stond op 3,70 miljard jaar. De aarde zelf is 4,55 miljard jaar oud. De ontdekking van de fossielen wordt donderdag gepubliceerd in Nature.

„Het is verbijsterend hoe oud deze fossielen zijn”, zegt Matthew Dodd. Dodd is promovendus planeetwetenschappen bij het University College London en eerste auteur van het artikel. „Ze duwen de oorsprong van leven verder terug, naar de tijd dat de aarde net was gevormd.”

Het vorige record van oudste leven heeft niet lang stand gehouden. In augustus vorig jaar presenteerden Australische onderzoekers ook al ‘oudste sporen van leven’ in Nature. Het ging toen om fossielen van 3,7 miljard jaar oud die waren gevonden in Groenland. Dat waren versteende matten van bacteriën die in ondiepe zeeën groeiden.

Lees ook: Het vorige record van ‘oudste leven’ stond op 3,7 miljard jaar

IJzerverterende bacteriën

De fossielen uit Canada zijn ouder en van een andere type bacterie afkomstig. Het zijn holle draden en buisjes die ooit door ijzerverterende bacteriën gevormd zijn. Ze zijn gevonden in de ‘Nuvvuagittuq-belt’, een rotslaag aan de oostkust van de Hudsonbaai. Een datering wees in 2008 uit dat deze rotsen 4,28 miljard jaar oud zijn. Gesteenten die mogelijk later die rotslaag zijn binnengedrongen zijn op 3,75 miljard jaar gedateerd.

Microfossielen van meer dan drie miljard jaar oud zijn extreem zeldzaam. Cellen zijn zo fragiel dat ze alleen ín gesteenten bewaard kunnen blijven. Maar de meeste rotsen van de juiste ouderdom zijn al lang verweerd, vervormd of weer door de aardmantel verzwolgen. Ook de Canadese rotslaag is in het verleden verhit en samengeperst, maar de kristalstructuren in sommige gesteenten (jaspis) kan microfossielen tegen vervorming beschermen.

De ouderdom was één reden om in de Nuvvuagittuq-belt naar tekenen van leven te zoeken. De vele ijzerafzettingen in de Canadese rotsen vormen de tweede. Het ijzer duidt op vulkanische heetwaterbronnen (hydrothermal vents). Dodd: „Zulke bronnen zijn vaak genoemd als plek waar het leven kan zijn ontstaan.”

Ook vandaag nog zijn heetwaterbronnen oases van leven op donkere oceaanbodems. Bacteriën halen hier energie uit opgeloste mineralen die opborrelen uit de korst. De bacteriën trekken op hun beurt weer ander leven aan, zoals kreeftjes en schelpdieren.

De fossielen in de Canadese rotsen lijken op deze moderne bacteriën. Dodd was de eerste die ze zag, onder de microscoop. In flinterdun gesneden rotsplakjes waren ze duidelijk zichtbaar: holle draden en buisjes van een paar duizendste millimeter dik.

Moderne ijzeretende bacteriën vormen precies zulke draadjes en buisjes. De vertakkingen en draaiingen zijn te complex om door chemische of geologische processen te zijn ontstaan, vinden Dodd en zijn collega’s.

Maar een gelijkenis met modern leven geldt tegenwoordig niet als genoeg bewijs om aan te tonen dat het om fossielen gaat. Het team voerde daarom ook geochemische analyses uit. Daarbij vonden ze resten van organisch materiaal rond de buisjes en draden, zoals grafiet en carbonaat.

„Een prachtig artikel”, vindt Jan de Leeuw, biogeochemicus bij het NIOZ op Texel. „Het sluit bovendien mooi aan bij de theorie dat het leven in een heetwaterbron ontstond. Jammer dat de onderzoekers daar verder niets over zeggen.”

Lees ook: Over de theorie dat het leven in een heetwaterbron begon

„Plausibel”, vindt biochemicus Nick Lane, al is hij wel voorzichtig: „Bij microfossielen bestaat altijd het gevaar dat je gaat zien waar je naar zoekt.” Lane schreef artikelen en boeken over heetwaterbronnen en de oorsprong van het leven.

De Canadese fossielen zijn extreem oud. Bestaat er een kans dat het hier om de resten van een van de eerste levende wezens gaat? Dat is onwaarschijnlijk. Daarvoor zijn deze bacteriën te complex en gespecialiseerd.

Leven maakte bliksemstart

De fossielen wijzen er wél op dat het leven mogelijk een bliksemstart heeft gemaakt. De eerste oceanen ontstonden ongeveer 4,4 miljard jaar geleden. Als de datering van 4,28 miljard jaar klopt, moet het leven bijna onmiddellijk zijn ontstaan en over de aarde zijn uitgewaaierd. „Dat zou impliceren dat het leven geen mazzeltje was”, zegt Dodd. „Misschien is leven het logische gevolg van een geologisch actieve planeet.”

Volgens Dodd naderen wetenschappers de limiet van wat er in de aarde aan sporen van leven te vinden is. Oudere aardlagen zijn niet bekend. En dan nog: „Hoe maak je het onderscheid tussen het vroegste leven en een chemische reactie in een rots?”

    • Lucas Brouwers