Livets teorins ursprung kallas i fråga genom vulkanisk stenstudie

Charles Darwin, den evolutionära biologens far, skrev 1871 att livet först kom fram i "varma små dammar", som han föreställde sig vara små brunnar av vatten och kemikalier, uppvärmda av solen och omgiven av stenar och luft. Med dessa få ingredienser och en stor dos av slumpmässighet ställde han sig, de grundläggande elementen i livet klickade ihop, vilket ledde till enkla livsformer, som bakterier. Deras evolution över miljontals år ledde till slut till de sofistikerade livsformer som nu bor i planeten.

Dessa dagar är forskare allmänt överens med idén att det ursprungliga receptet för livet var ganska enkelt, men de är inte säkra på vilka ingredienser som var nödvändiga för de tidiga livsformerna för att göra språnget till komplex livsformer, som djur. Många forskare teorierar att eftersom allt komplext liv - som involverar celler som har flera komponenter - nu är beroende av syre att andas, måste det ha hänt i en tid när det fanns gott om syre i luften. Men på torsdagen var forskarna bakom en studie som snart skulle publiceras i Natur rapportera att syre i atmosfären inte stiger till betydande nivåer tills efter komplext liv uppstod - vilket tyder på att syre inte var allt så viktigt trots allt.

"Det här är viktigt eftersom det ger nya bevis för att ursprunget till tidiga djur, som krävde O2 för deras metabolism, kan ha gått i en värld med en atmosfär som hade relativt låga syrenivåer jämfört med idag", säger studiens medförfattare Daniel Stolper, Ph.D., en biträdande professor i jord och planetvetenskap vid University of California, Berkeley, i ett uttalande.

I tidigare studier bestämde forskarna att det komplicerade livet först uppstod för 700 och 800 miljoner år sedan, någon gång mellan stora isålder. Syrehistorien på jorden, under tiden, är lite molnigare. Forskare tror att det inte fanns något syre för jordens första två miljarder år, och då, ungefär 2,3 till 2,5 miljarder år sedan, visade sig lite syre (de kan berätta för att det blev några stenar röda med rostliknande föreningar). Men deponier av fossilkol har visat att det inte var förrän minst 400 miljoner år sedan att det fanns tillräckligt med syre i atmosfären för att skogsbränder skulle kunna brinna. Det lämnar en 2,1 miljarder år då det var minimal syre - men konstigt, fortfarande bevis på livet.

På en tidpunkt i de 2,1 miljarder åren visade geokemisterna att mängden syre i luften nådde en koncentration som var tillräckligt hög för att det ledde till att djuphavet skulle bli syresatt - en gång mellan 540 och 420 miljoner år sedan. De kom till denna slutsats genom att titta på stenar som bildas av undervattens vulkaner - i synnerhet järnet inuti dem.

Den som har stött på rost på en bil vet att syre och järn reagerar på väldigt uppenbara sätt, och reaktionen är inte annorlunda i vattnet. Sjövatten flödade genom dem som de först bildades, så strykjärnet i klipporna bär vattenens kemiska signatur. Det blev snart klart, från järnens oxidation, när havet blev full av syre.

Ännu viktigare blev det också klart att komplext liv hade funnits på jorden långt innan syresättning av havet ägde rum.

Denna upptäckt komplicerar saker för forskare som försöker räkna ut när det komplexa livet på jorden uppstod, speciellt de som tror att allt liv väckte syre, händelsen var oupplösligt knuten till atmosfärens syreupptagning. Eftersom det nu inte verkar vara fallet, måste forskare tänka på olika teorier, som en av forskare i Natur i 2017, vilket tyder på att explosionen av det komplexa livet sammanföll inte med en ökning i syre men med den första stora bommen i algstillväxt.

Ju mer vi lär oss om livets ursprung, både enkla och sofistikerade, verkar det mer förbryllande livet. På vissa sätt verkar det inte vara väldigt komplext alls. För det mesta tror forskare som funderar på mysteriens livs ursprung fortfarande på samma sätt som Darwin, och föreslår att det ursprungliga receptet inte alls var väldigt komplicerat - och kanske kunde ha lagrats någonstans annat än jorden. Paul Niles, för en, en planetgeolog med NASA som undersöker möjligheten att livet kunde ha uppstått på Mars, sade i ett uttalande i oktober 2017 att ibland livet "inte behöver en trevlig atmosfär eller tempererad yta, utan bara stenar, värme, och vatten."

Eftersom rikligt syre nu inte verkar vara allt som krävs för att det enkla livet ska utvecklas till något Mer, det finns nu en ännu större möjlighet att komplexitet existerar någon annanstans än här.