Clear Sky Science
הסברים מבוססי ראיות, עם מעט ז'רגון

Clear Sky Science · he

איקנופוסילים בזכוכית געשית מאווררי הידרותרמל של הפלאופרוטרווזואיקו נאכלו כנראה על ידי מיקרואורגניזמים בחיפוש אחרי פוספט

· חזרה לאינדקס

רמזים עתיקים חבויים בזכוכית געשית

לפני מיליארדי שנים, קרקעית הים של כדור הארץ הייתה נוף סוער של לבה ומעיינות חמים. במחקר זה מראים החוקרים שגם בסביבה ננסית הזו, צורות חיים זעירות ככל הנראה חפרו דרך זכוכית געשית טרייה בחיפוש אחר חומרים מזינים חיוניים. באמצעות קריאת ה"גרפיטי" הכימי והמינרלי שהשאירו אחריהן, המסקנה מסבירה כיצד מיקרובים מוקדמים שורדו בסביבות קשות ומציעה דרכים חדשות לחפש עדויות לחיים בעולמות אחרים.

רשומת מאובנים שנכתבה בזכוכית

המחקר מתמקד בסלעים בני 1.87 מיליארד שנים מתצורת פלאהרטי באיי בלצ'ר בצפון קנדה. סלעים אלה נוצרו במקום שבו לבה פרצה אל מי ים רדודים, ובנתה בזלת בצורת "כרית" ופסולת מזכוכית הידועה כהיאלוקלסטיט. משכבות הוולקניות הללו מתערבות עדויות למאווררי הידרותרמל קדומים—עמודי ארובות, גושים עשירי ברזל מחלידים ועוגני פח carbonate עשירים—מה שמעיד שנוזלים חמים מלאי מינרלים זלגו פעם דרך קרקעית הים. מערכות מאווררים כאלה נחשבות באופן נרחב לבתי גידול מרכזיים לחיים המוקדמים כי הן מספקות גרדיאנטים כימיים חזקים שמיקרובים יכולים לנצל לאנרגיה.

Figure 1
Figure 1.

שבילים מיקרוסקופיים של חיים חבויים

בתוך הזכוכית הגעשית המושכת, המחבר מוצא רשתות של מבנים כדוריים וצינוריים זעירים שנקראים איקנופוסילים—מאובני עקבות שמתעדים פעילות במקום גופים משומרים. הכדורים אחידים להפליא בגודלם, בדרך כלל כ־14 מיקרומטר בקוטר, ומופיעים בשרשרות דמויות חרוז מקושרות בחוט של חומר אורגני. דימות מפורט ומיקרו‑ספקטרוסקופיה מגלים כי הכדורים מורכבים בעיקר מהמינרל טיטניט מעורב בחומר אורגני עשיר בפחמן, בעוד שבאזורים סמוכים קיימים גרגרים ננו‑קוטריים של אפטיט (מינרל פוספט) ולפידוקרוסיט (תחמוצת ברזל). הקשר הצמוד בין המינרלים הללו, יחד עם הצורות והגדלים הקבועים של הכדורים, מצביע על מוצא שבו מיקרובים חפרו בזכוכית ואז עברו המינרליזציה.

חפירה אחרי מזון בסלע החם

התפוצה של מינרלים הנושאים פוספט וברזל מצביעה על סיבה מסוימת שבגללה מיקרובים היו חופרים לזכוכית געשית: להוציא זרחן, מרכיב חיוני ב‑DNA, בקרומי תאים ובמולקולות נשאות אנרגיה. גרגירי אפטיט רבים מצטברים בקרבה, אך לא בתוך האיקנופוסילים הכדוריים, ומתחברים עם חומר אורגני ותחמוצות ברזל. התבנית הזו מוסברת היטב אם מיקרובים מוקדמים השתמשו בחומצות אורגניות כדי להמיס את הזכוכית, לשחרר כמויות זעירות של פוספט וברזל. חלק מהזרחן נאכל ככל הנראה לצמיחה, וחלקו שקע שוב כאפטיט בצירוף ברזל שנוצר כלפידוקרוסיט. מבני טיטניט צינוריים עשירים בחומר אורגני, המסודרים בקבוצות מקבילות, מוסיפים סגנון נוסף של מאובני עקבות שהוא דומה לצינורות מיקרוביאליים במקומות הידרותרמליים מודרניים וקדומים, ותומך במוצא ביולוגי.

טביעות פחמן וגופרית של מיקרובים קדומים

מעבר לצורות ולמינרלים, הסלעים נושאים חתימות כימיות חזקות של חיים. איזוטופי הפחמן גם בחומר האורגני וגם בסביבת הקלציט קלים באופן יוצא דופן, ותואמים ערכים הצפויים כאשר מיקרובים משתמשים במחמצים אנאורגניים כמקור אנרגיה ואז הביומסה שלהם מחמצנת במהלך קבורה. באותו זמן, איזוטופים של גופרית בפיריט משחפים שחורים סמוכים מראים דפוסים העקביים עם חיזור גופריתי מיקרוביאלי ולא עם תגובות כימיות טהורות. יחד, נתוני האיזוטופים הללו מצביעים שמיקרובים כימוליתוטרופיים—אורגניזמים שניזונים מאנרגיה שמקורו בכימיקליים מהסלע ומהמאווררים ולא מאור השמש—היו פעילים בסביבת קרקעית הים הקדומה הזו, וששאריותיהם הופזו מאוחר יותר למינרלים חדשים.

Figure 2
Figure 2.

מה הממצאים העתיקים האלה אומרים לנו היום

אם נבחן כל קו ראיה לחוד—צורות מינרליות יוצאות דופן, פחמן חריג או מינרלים ספציפיים של ברזל ופוספט—ייתכן שניתן להסביר חלק מהממצאים ללא קיום חיים. אבל בתצורת פלאהרטי הם מופיעים יחד, במקומות הנכונים וביחסים הנכונים זה עם זה. המחקר מסכם כי אורגניזמים זעירים חפרו פעם בזכוכית געשית חמה ליד מאווררי הידרותרמל רדודים, כנראה בחיפוש אחרי פוספט וברזל כדי להזין מטבוליזמים מונעי סלע. פעילותם חרטה רישום מתמשך בקרקעית הים, השמור היום כמנהרות וככדורים מלאי מינרלים. בכך שהוא מראה כיצד ניתן לזהות ולצלב ראיות עדינות כאלה, המחקר מחזק את הטיעון לשימוש בתכונות דומות בזכוכית געשית כסימנים לעבר הרחוק של החיים על פני כדור הארץ — וכמדריך פוטנציאלי בחיפוש חיים בכוכבים סלעיים אחרים.

ציטוט: Papineau, D. Ichnofossils in volcanic glass from palaeoproterozoic hydrothermal vents were burrowed by microorganisms probably seeking phosphate. Commun Earth Environ 7, 361 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03359-5

מילות מפתח: מאווררי הידרותרמל קדמוניים, מאובני עקבות מיקרוביאליים, שינוי זכוכית געשית, חיים על כדור הארץ המוקדם, מיקרובים המחפשי פוספט