Andrew Czaja op de vindplaats in Zuid-Afrika nabij Kuruman

In rotsen in de Noordelijke Kaapprovincie in Zuid-Afrika in de buurt van de plaats Kuruman zijn resten gevonden van een bacterie die 2,5 miljard jaar geleden moet hebben geleefd. Dat was in een periode dat de aarde nog geen zuurstofrijke atmosfeer had. Leven zonder zuurstof is goed mogelijk, maar dat was al bekend.
Naar de huidige inzichten is de aarde zo’n 4,5 miljard jaar oud. Ongeveer de eerste helft van het aardse leven is nodig geweest om een bacterie te ontwikkelen was de overtuiging bij deskundigen, maar tekenen daarvan zijn schaars en de vraag was hoe dat ‘beestje’ wist te overleven in een vrijwel zuurstofloze omgeving. Onlangs hebben onderzoekers van de universiteit van Cincinatti op twee plaatsen in de provincie Noordkaap bij de stad Kuruman restanten gevonden van bacteriefossielen.
“Tot nu toe zijn dit de oudste fossiele resten van een zwavelbacterie”, zegt onderzoeker Andrew Czaja. “Deze ontdekking helpt ons de diversiteit van het leven te ontdekken vlak voor de Grote Zuurstofgebeurtenis.”
De 2,52 miljard jaar oude zwaveloxiderende bacterie is volgens Czaja uitzonderlijk groot,  veel groter dan de meeste moderne bacteriën, bolvormig met een gladde buitenkant. Het micro-organisme lijkt wel op moderne soortgenoten die nu in diep, zwavelrijk oceaanwater leven, waar ook nauwelijks moleculaire zuurstof aanwezig is. De zwavelbacterie zou 2,5 tot 2,8 miljard jaar geleden hebben geleefd in de diepe oceaan, net als hun moderne ‘familieleden’.
Czaja: “Deze fossielen zijn de oudste, bekende organismen die leefden in donker, diep water. Ze leefden tweemiljard jaar voordat er planten en bomen ontstonden, zo’n 450 miljoen jaar geleden. We vonden die microfossielen in hoornkiezel in rotslagen in de Kaapvaalkraton in Zuid-Afrika.”

Zuurstof

Omdat er destijds hooguit eenduizendste procent zuurstof in de atmosfeer aanwezig was, werd aangenomen dat er organismes in diep water en modder leefen, die zonder zuurstof en licht konden bestaan. Bewijs daarvan was nooit gevonden. De nieuwe vondst zou de eerste aanwijzing zijn.
Rotspartijen met een dergelijke leeftijd zijn zeldzaam op aarde (bereikbare, tenminste). Alleen in die streek in Zuid-Afrika en in West-Australië zijn ze te vinden. Beide gebieden zouden ooit onderdeel zijn geweest van het (gedachte) supercontinent Vaalbara.

Op basis van stralingsmetingen en isotopenanalyse zouden de fossielen gevormd kunnen zijn in de beginperiode van dat supercontinent, toen nog de, sulfaatrijke, bodem van een oceaan. Dat zou geweest zijn vlak voordat (in geologische termen dan) ondiepwaterbacteriën zuurstof genereerden als bijproduct van de fotosynthese: de Grote Zuurstofgebeurtenis, zo’n 2,2 tot 2,4 miljard jaar geleden.
De zwavelbacteriën zouden geleefd hebben op zwavelwaterstof, de bekende rotte-eierengeur. Ze scheidden sulfaten uit. Dat is dezelfde stofwisseling als moderne zwavelbacteriën hebben. Czaja: “We kunnen niet zeggen of het dezelfde zwavelbacteriën zijn die nu leven. We vermoeden dat ze hetzelfde doen als de huidige zwavelbacteriën.”

Onduidelijk

Het is onduidelijk waar die zwaveloxiderende bacterie vandaan kwam en hoe die past in de evolutie. Czaja: “Deze fossielen vertellen ons dat ze 2,5 miljard jaar geleden waren en dat ze iets opmerkelijks deden.”

Bron: EurekAlert