Kehidupan di Bumi mempunyai sejarah yang panjang dan bergolak. Para saintis menganggarkan bahawa kira-kira 4 bilion tahun yang lalu, hanya 500 juta tahun setelah planet Bumi terbentuk, bentuk kehidupan bersel tunggal pertama muncul. Oleh Archean Eon (4 hingga 2,5 miliar tahun yang lalu), bentuk kehidupan pelbagai sel dipercayai telah muncul. Walaupun keberadaan organisma seperti itu (Archaea) telah disimpulkan dari isotop karbon yang terdapat di batuan kuno, bukti fosil tetap sukar difahami.
Semua itu telah berubah, berkat kajian baru-baru ini yang dilakukan oleh pasukan penyelidik dari UCLA dan University of Wisconsin – Madison. Setelah memeriksa sampel batuan kuno dari Australia Barat, pasukan tersebut memutuskan bahawa mereka mengandungi sisa-sisa fosil dari pelbagai organisma yang berumur 3.465 bilion tahun. Digabungkan dengan penemuan exoplanet yang baru-baru ini, kajian ini memperkuat teori bahawa hidup banyak di Alam Semesta.
Kajian ini, yang bertajuk "Analisis SIMS mengenai kumpulan mikrofosil tertua yang diketahui mendokumentasikan komposisi isotop karbon yang berkaitan dengan takson", baru-baru ini muncul di Prosiding Akademi Sains Kebangsaan. Seperti yang ditunjukkan oleh pasukan penyelidik, kajian mereka terdiri daripada analisis isotop karbon terhadap 11 fosil mikroba yang diambil dari Chert Apex Australia Barat yang berusia ~ 3.465 juta tahun.
11 fosil ini mempunyai sifat yang pelbagai dan para penyelidik membahagikannya kepada lima kumpulan spesies berdasarkan fungsi biologi mereka. Walaupun dua sampel fosil nampaknya melakukan fotosintesis bentuk primitif, satu lagi gas metana yang dihasilkan. Dua selebihnya adalah pengguna metana, yang mereka gunakan untuk membangun dan mempertahankan dinding sel mereka (seperti bagaimana mamalia menggunakan lemak).
Sebagai J. William Schopf - seorang profesor paleobiologi di UCLA College dan pengarang utama kajian - ditunjukkan dalam siaran akhbar UCLA Newsroom:
“Menjelang 3.465 bilion tahun yang lalu, kehidupan sudah beragam di Bumi; itu jelas - pemfotosintesis primitif, pengeluar metana, pengguna metana. Ini adalah data pertama yang menunjukkan pelbagai organisma pada masa itu dalam sejarah Bumi, dan penyelidikan kami sebelumnya menunjukkan bahawa terdapat pengguna sulfur 3.4 bilion tahun yang lalu juga.
Kajian ini, yang paling terperinci pernah dilakukan terhadap mikroorganisma yang dipelihara sebagai fosil kuno, berdasarkan karya yang telah dilakukan oleh Schopf dan rakan-rakannya selama lebih dari dua dekad. Kembali pada tahun 1993, Schopf dan pasukan penyelidik lain melakukan kajian yang pertama kali menerangkan jenis fosil ini. Ini diikuti pada tahun 2002 oleh kajian lain yang membuktikan asal usul biologi mereka.
Dalam kajian terbaru ini, Schopf dan pasukannya menetapkan jenis organisma apa dan betapa kompleksnya mereka. Untuk melakukan ini, mereka menganalisis mikroorganisma menggunakan teknik yang disebut Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), yang menunjukkan nisbah karbon-12 hingga karbon-13. Walaupun karbon-12 adalah stabil dan jenis yang paling biasa terdapat di alam semula jadi, karbon-13 adalah isotop yang kurang biasa tetapi serupa yang digunakan dalam penyelidikan kimia organik.
Dengan memisahkan karbon dari setiap fosil menjadi isotop penyusunnya dan menentukan nisbahnya, pasukan dapat menyimpulkan berapa lama dahulu mikroorganisma hidup, dan juga bagaimana mereka hidup. Tugas ini dilakukan oleh penyelidik Wisconsin, yang dipimpin oleh profesor John Valley. "Perbezaan nisbah isotop karbon berkorelasi dengan bentuknya," kata Valley. "Nisbah C-13-ke-C-12 mereka adalah ciri biologi dan fungsi metabolik."
Menurut konsensus saintifik semasa, fotosintesis canggih belum berkembang dan oksigen tidak akan muncul di Bumi sehingga 500 juta tahun kemudian. Menjelang 2 bilion tahun yang lalu, kepekatan gas oksigen mula meningkat dengan cepat. Ini bermaksud bahawa fosil-fosil ini, sekitar 1 miliar tahun setelah Bumi terbentuk, akan hidup pada saat oksigennya sedikit di atmosfera.
Memandangkan oksigen akan beracun bagi jenis fotosintesis primitif ini, ia jarang berlaku sekarang ini. Sebenarnya, mereka hanya dapat dijumpai di tempat-tempat di mana cukup cahaya tetapi tidak ada oksigen, sesuatu yang jarang dijumpai dalam kombinasi. Terlebih lagi, batu-batu itu sendiri menjadi sumber minat yang besar kerana jangka hayat batu yang rata-rata terkena permukaan Bumi hanya sekitar 200 juta tahun.
Ketika Shopf pertama kali memulakan kerjayanya, sampel batu tertua yang terkenal berusia 500 juta tahun. Ini bermaksud bahawa batu yang mengandungi fosil yang diteliti olehnya dan pasukannya setua dengan batu di Bumi. Untuk mencari hidup fosil dalam sampel kuno seperti itu menunjukkan bahawa pelbagai organisma dan kitaran hidup telah berkembang di Bumi oleh Archaen Eon awal, sesuatu yang hanya disangka oleh para saintis hingga saat ini.
Penemuan ini secara semula jadi mempunyai implikasi untuk kajian bagaimana dan kapan kehidupan muncul di Bumi. Di luar Bumi, kajian ini juga mempunyai implikasi kerana menunjukkan bahawa kehidupan muncul ketika Bumi masih sangat muda dan dalam keadaan primitif. Oleh itu, tidak mungkin proses serupa berlaku di tempat lain di Alam Semesta. Seperti yang dijelaskan oleh Schopf:
“Ini memberitahu kita kehidupan harus dimulai lebih awal dan menegaskan bahawa tidak sukar untuk kehidupan primitif terbentuk dan berkembang menjadi mikroorganisma yang lebih maju. Tetapi, jika keadaannya betul, sepertinya kehidupan di alam semesta semestinya meluas. "
Kajian ini dimungkinkan berkat pembiayaan yang disediakan oleh NASA Astrobiology Institute. Melihat ke masa depan, Schopf menunjukkan bahawa teknologi yang sama yang digunakan untuk mengetahui fosil-fosil ini akan digunakan untuk mengkaji batu-batu yang dibawa kembali oleh misi pasukan NASA ke Marikh. Dijadwalkan untuk tahun 2030-an, misi ini memerlukan pengambilan sampel yang diperoleh oleh Mars 2020 Rover dan membawa mereka kembali ke Bumi untuk analisis.
