Mikroskopijne struktury z głębin oceanu rewolucjonizują nasze myślenie
Międzynarodowy zespół badawczy z Uniwersytetu Cambridge, Helmholtz-Zentrum Berlin oraz Instytutu Maxa Plancka dokonał niezwykłego odkrycia. W oceanicznych osadach znaleziono niezwykłe magnetoskamieniałości pochodzące sprzed co najmniej 97 milionów lat. Te tzw. wielkie magnetoskamieniałości mają rozmiar od 1 do 2 mikrometrów. Nie wydaje się to wiele, lecz w porównaniu z typowymi bakteryjnymi odpowiednikami mierzącymi 100-200 nanometrów, mówimy o istnych kolosach. Badana próbka wyróżniała się charakterystycznym kształtem przypominającym grot włóczni o średnicy 1,1 mikrometra i długości 2,25 mikrometra. Co ciekawe, choć ten konkretny okaz pochodził z osadów sprzed 56 milionów lat, starsze znaleziska sięgają jeszcze głębiej w prehistoryczną przeszłość.
Czytaj też: Gigantyczny 750-kilogramowy żarłacz nagle zniknął z radarów. Naukowcy nie wiedzą co się stało z Contenderem
Niezależnie od tego, jakie stworzenie wytworzyło te magnetoskamieliny, wiemy teraz, że najprawdopodobniej było ono zdolne do precyzyjnej nawigacji – podkreśla Rich Harrison z Uniwersytetu Cambridge
Kluczowym narzędziem, które umożliwiło zrozumienie funkcji tych struktur okazała się nowatorska technika opracowana przez Claire Donnelly: tomografia magnetyczna. Tradycyjne promienie rentgenowskie nie były w stanie ujawnić wewnętrznych struktur magnetycznych tych skamieniałości. Dopiero nowa metoda obrazowania pozwoliła zajrzeć w głąb tych mikroskopijnych tworów. Wyniki analiz zaskoczyły naukowców, gdyż wewnątrz struktur odkryto pojedynczy wir magnetyczny – konfigurację idealnie dostosowaną do wykrywania zarówno kierunku, jak i natężenia ziemskiego pola magnetycznego. Energia magnetyczna badanej skamieniałości wyniosła 121 kT, co stanowi ponad dziesięciokrotność wartości obserwowanej u magnetotaktycznych bakterii, które osiągają zaledwie około 10 kT.
To, że byliśmy w stanie odwzorować wewnętrzną strukturę magnetyczną za pomocą tomografii magnetycznej, było już świetnym wynikiem, ale fakt, że wyniki dostarczają wglądu w nawigację stworzeń sprzed milionów lat, jest naprawdę ekscytujący – dodaje Donnelly
Ta znacząca różnica w energii magnetycznej sugeruje, iż struktury te nie powstały przypadkowo. Zostały wyraźnie zoptymalizowane pod kątem magnetorecepcji, czyli zdolności do odbierania sygnałów magnetycznych, co stanowi krok naprzód w porównaniu z prostą magnetotaksją znaną u bakterii.
Biologiczny układ nawigacji sprzed milionów lat
Wewnętrzna struktura wirowa tych skamieniałości umożliwiała coś niezwykłego: nawigację w dwóch wymiarach jednocześnie. Wykrywając nachylenie pola magnetycznego Ziemi, organizm mógł określić swoją szerokość geograficzną, a mierząc siłę tego pola uzyskiwał informacje o długości geograficznej. To fundamentalne udoskonalenie w porównaniu z prostszymi systemami działającymi tylko w jednym wymiarze. Choć współczesne zwierzęta migrujące, jak ptaki czy żółwie morskie, również wykorzystują pole magnetyczne do nawigacji, mechanizm sprzed 97 milionów lat okazuje się zadziwiająco zaawansowany.
Ten system reprezentuje kluczowy etap ewolucji: od podstawowej bakteryjnej magnetorecepcji do wyspecjalizowanych mechanizmów nawigacyjnych. Pokazuje, że złożone systemy orientacji przestrzennej rozwijały się w oceanach znacznie wcześniej, niż dotychczas przypuszczano. Największą niewiadomą pozostaje tożsamość organizmu, który wytworzył te struktury. Naukowcy podejrzewają, iż mogło to być migrujące zwierzę morskie, na tyle pospolite, by pozostawić liczne ślady w osadach oceanicznych. Jednym z potencjalnych kandydatów są węgorze, które wyewoluowały około 100 milionów lat temu i do dziś dokonują globalnych migracji na tysiące kilometrów.
Problem polega na tym, że same magnetoskamieniałości nie zawierają wystarczających informacji o swoim gospodarzu. To trochę jak znalezienie zaawansowanego narzędzia bez instrukcji obsługi i próba odgadnięcia, kto je stworzył i do czego dokładnie służyło. Znaczenie tych badań wykracza jednak poza paleobiologię. Opracowana metoda może pomóc w ocenie biogenicznych cząstek tlenku żelaza podczas poszukiwań śladów wczesnego życia – zarówno na Ziemi, jak i na Marsie. Stanowi więc nowe narzędzie w arsenale astrobiologów poszukujących oznak życia poza naszą planetą.