Groot, robuust, lensvormige microfossielen van de ongeveer 3,4 miljard jaar oude Kromberg-formatie van het Kaapvaal-kraton in het oosten van Zuid-Afrika behoren niet alleen tot de oudste uitgebreide micro-organismen die bekend zijn, maar zijn ook gerelateerd aan andere ingewikkelde microfossielen van dezelfde leeftijd gevonden in de Pilbara Craton van Australië, volgens een internationaal team van wetenschappers.

De onderzoekers melden dat de "Kromberg Formation (KF) -vormen bonafide zijn, organische Archeïsche microfossielen en vertegenwoordigen enkele van de oudste morfologisch bewaarde organismen op aarde, " in het juli-nummer van Precambrium onderzoek . Ze stellen ook dat de combinatie van morfologie, voorkomen en koolstofisotoopwaarden stelt dat de lenticulaire vormen microben vertegenwoordigen die planktonische stadia in hun levenscyclus hadden.

"We hoopten vast te stellen of, in feite, de Zuid-Afrikaanse voorbeelden kunnen worden gekoppeld aan de Australische voorbeelden, omdat het ons extra inzicht zou geven in de evolutionaire geschiedenis en betekenis van deze ongebruikelijke vormen, " zei Dorothy Z. Oehler, senior wetenschapper, Planetair Wetenschappelijk Instituut, Toscane Arizona. "Maud (M. Walsh, hoogleraar planten, milieu- en bodemwetenschappen, Louisiana State University) ontdekte voor het eerst de lenticulaire vormen in de Kromberg-formatie en stuurde ons enkele monsters en we werkten allemaal mee aan de interpretatie. We hebben isotopenanalyse gedaan en de Zuid-Afrikaanse en Australische voorbeelden vergeleken in termen van hun morfologieën en de soorten gesteenten en geologische instellingen waarin de fossielen voorkwamen."

Deze fossielen komen allemaal voor in sedimentair gesteente - hoornkiezel - in wat ooit ondiep water was. En, volgens de onderzoekers het lijkt erop dat de monsters van twee locaties in Australië en één in Zuid-Afrika verwant zijn.

"Veel mensen geloven dat het Kaapvaal-kraton van Zuid-Afrika en het Pilbara-kraton van Australië in die tijd één enkel continent vormden, " zei Christopher H. House, hoogleraar geowetenschappen en directeur, Penn State Astrobiology Research Center. "Maar we weten het echt niet."

Deze microfossielen zijn ongebruikelijk, niet alleen omdat ze zo oud zijn, verschijnen in het geologische record ongeveer een miljard jaar nadat de aarde 4,6 miljard jaar geleden werd gevormd, maar omdat ze groot zijn, complex, plankton-achtige en autotrofen - organismen die anorganische elementen in organisch materiaal kunnen veranderen.

Bekende fossielen zoals trilobieten leefden slechts 200 miljoen jaar geleden en verschenen voor het eerst 500 miljoen jaar geleden. De lenticulaire organismen verschenen 3, 450 miljoen jaar geleden, verspreidde zich tenminste van waar Australië toen was naar Zuid-Afrika en verdween toen uit het fossielenbestand. Ze zijn groter en uitgebreider dan enig ander organisme dat in die tijd bestond.

"Deze fossielen lijken niets te maken te hebben met iets op aarde dat we weten, "zei House. "Ze lijken een experiment in aanpassing dat geen afstamming achterlaat."

De onderzoekers analyseerden de fossielen om de isotopische relatie tussen koolstof 12 en koolstof 13 te bepalen, twee isotopen van koolstof die in alles voorkomen, maar waarvan de verhoudingen kunnen duiden op organisch materiaal. Ze gebruikten secundaire ionenmassaspectroscopie, een proces waarbij een ionenstraal ionen van het oppervlak van een stof afstoot, zodat die ionen kunnen worden geïdentificeerd.

"Toen de koolstofisotoopgegevens terugkwamen, waren we opgewonden, " zei Oehler. "Het hielp om de biogeniciteit van de Zuid-Afrikaanse vormen te bevestigen en vertelde ons dat de organische microfossielen uit de drie afzettingen waarschijnlijk organismen vertegenwoordigden die biologisch verwant waren."

De onderzoekers merken ook op dat de isotopische samenstelling en morfologie van deze fossielen hen onderscheidt van andere microfossielen die zijn gevonden uit het Precambrium-4, 600 miljoen jaar geleden tot 541 miljoen jaar geleden. Deze robuuste micro-organismen bestonden 400 miljoen jaar en waren overvloedig en wijdverbreid. Omdat ze dikke robuuste muren hebben en zich gedragen als plankton - drijvend in het oppervlaktewater van de oceaan - hebben ze misschien een voordeel gehad om te overleven in de hogere ultraviolette straling van de vroege aarde en soms chaotische omgeving, die nog steeds werd gebombardeerd door grote inslagen.