พบจุลินทรีย์มีชีวิตอายุ 2,000 ล้านปี อาจไขความลับวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตบนโลกยุคแรก

นักวิทยาศาสตร์พบหินอายุประมาณ 2,000 ล้านปี ในประเทศแอฟริกาใต้ และภายในหินก้อนดังกล่าวยังมีจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิต ทำให้มันกลายเป็นจุลินทรีย์ที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบในหินโบราณ

ก่อนหน้านี้ จุลินทรีย์มียังชีวิตที่อายุเก่าแก่ที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบคืออายุ 100 ล้านปีซึ่งฝังอยู่ในหินที่ซ่อนอยู่ใต้มหาสมุทรแปซิฟิก ค้นพบในปี 2020 ดังนั้นการค้นพบนี้จึงเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก ตามการให้ข้อมูลของ โยเฮ ซูซูกิ (Yohey Suzuki) นักธรณีจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น และเป็นผู้นำการศึกษาครั้งนี้

Bushveld Igneous Complex ที่มา : Geologyforinvestors

การค้นพบจุลินทรีย์ในครั้งนี้ ถูกซุกซ่อนอยู่ในรอยแตกของหินอัคนี ในหน่วยหินอัคนีซับซ้อนบุชเวลด์ (Bushveld Igneous Complex) หรือหน่วยหินที่ประกอบด้วยหินหลายประเภทและมีโครงสร้างซับซ้อน ในประเทศแอฟริกาใต้ หน่วยหินดังกล่าวนี้ครอบคลุมพื้นที่กว้างขวางมากประมาณ 66,0000 ตารางกิโลเมตร หรือเกือบจะเท่าประเทศไอร์แลนด์ที่มีพื้นที่ประมาณ 70,300 ตารางกิโลเมตร นับตั้งแต่มันก่อตัวขึ้นมา หน่วยหินนี้ก็มีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก จึงทำให้จุลินทรีย์ที่ซ่อนอยู่ในหินไม่ถูกรบกวน

นักวิจัยได้ทำการศึกษาโดยขุดเจาะลงไปลึกประมาณ 15 เมตร เพื่อเก็บตัวอย่างแกนหินยาวประมาณ 30 เซนติเมตร เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดจึงพบเซลล์จุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตอยู่อัดแน่นเต็มไปหมดในรอยแตกของหิน

ตัวอย่างหินที่นำมาศึกษา ที่มา : Yohey Suzuki et al.

นักวิจัยยังได้ตรวจสอบเพิ่มเติมว่า จุลินทรีย์ที่พบนี้เป็นจุลินทรีย์ที่เกิดมาในช่วงที่หินมีการก่อตัวจริงหรือไม่ หรือเป็นสิ่งปนเปื้อนที่เข้ามาในภายหลัง พวกเขาจึงได้ตรวจสอบด้วยวิธีการที่พัฒนาขึ้นมาเองตั้งแต่ปี 2020 โดยการย้อมสี DNA ของจุลินทรีย์และใช้วิธีที่เรียกว่าอินฟาเรด สเปกโตรสโคปี (Infrared Spectroscopy) หรือการศึกษาองค์ประกอบโมเลกุลของสารโดยการพิจารณาการโต้ตอบกับแสงอินฟาเรด เพื่อตรวจสอบโปรตีนภายในจุลินทรีย์และในดินเหนียวโดยรอบ ผลลัพธ์ยืนยันว่าเป็นจุลินทรีย์ที่อยู่มาตั้งแต่ยุคที่หินมีการก่อตัว

เซลล์จุลินทรีย์จากการศึกษา ที่มา : Yohey Suzuki et al.

นักวิทยาศาสตร์อธิบายสาเหตุที่ทำให้จุลินทรีย์เหล่านี้มีชีวิตอยู่มาได้อย่างยาวนานกว่า 2,000 ล้านปี คือพวกมันฝังตัวอยู่ในรอยแตกของหิน จากนั้นรอยแตกถูกปิดผนึกด้วยดินเหนียวอย่างแน่นหนา ดังนั้นจึงเหมือนกับว่าจุลินทรีย์ตกอยู่ในสภาพแวดล้อมแบบโดดเดี่ยว และแทบไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอก ทำให้จุลินทรีย์มีวิวัฒนาการที่ช้ามาก ๆ รวมไปถึงมีอัตราการเผาผลาญที่ช้าอย่างมากเช่นเดียวกัน

หลังจากนี้ นักวิทยาศาสตร์จะศึกษา DNA และจีโนมของจุลินทรีย์เพิ่มเติม ซึ่งอาจช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยุคแรก ๆ ของโลกได้

นอกจากนี้ การศึกษาจุลินทรีย์อายุเก่าแก่นี้อาจเป็นแนวทางในการตามหาสิ่งมีชีวิตบนต่างดาวได้ด้วย เนื่องจากยานสำรวจดาวอังคาร เพอร์เซเวียแรนซ์ (Perseverance) ขององค์การนาซา (NASA) จะนำหินจากดาวอังคารกลับมาศึกษาที่โลก ซึ่งหินที่จะนำมาศึกษานี้อายุใกล้เคียงกับหน่วยหินอัคนีซับซ้อนบุชเวลด์ ดังนั้นวิธีการศึกษาสิ่งมีชีวิตในหินอายุ 2,000 ล้านปีบนโลก จึงอาจนำมาใช้ศึกษาเพื่อหาสิ่งมีชีวิตในหินดาวอังคารได้ ตามการอธิบายของซูซูกิ

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Microbial Ecology ฉบับวันที่ 2 ตุลาคม 2024

ที่มาข้อมูล IFLScience, ScienceAlert, Springer

ที่มารูปภาพ Geologyforinvestors, Springer