لطالما كان سؤال كيف بدأت الحياة على الأرض محل اهتمام عميق للعلماء. ولكن لا يقل أهمية عن كيفية ظهور الحياة عن وقت ظهورها. بالإضافة إلى التعرف على كيفية اجتماع العناصر غير الحية معًا لتشكيل الكائنات الحية الأولى (عملية تعرف باسم التولد الأحيائي) ، سعى العلماء أيضًا إلى تحديد متى ظهرت الكائنات الحية الأولى على الأرض.
في دراسة جديدة قام بها فريق من الباحثين الكنديين ، فإن السؤال المتعلق بوقت ظهور الحياة على الأرض مقيد باستخدام نهجين. من خلال الجمع بين الأدلة الفيزيائية الفلكية والجيوفيزيائية مع التوقيعات الحيوية في العينات الجيولوجية ، يقدرون أن الحياة ظهرت بعد 200 إلى 800 مليون سنة تقريبًا بعد أن أصبحت الأرض صالحة للسكن (حوالي 3.7 مليار سنة). يمكن أن يكون لهذه الدراسة آثار شديدة على فهمنا للحياة ومدة ظهورها على الكواكب الشبيهة بالأرض.
الدراسة التي تصف نتائجها تم نشرها مؤخراً في المجلةعلم الأحياء الفلكية تحت عنوان "تقييد الفاصل الزمني لأصل الحياة على الأرض". قاد الدراسة طالب الدكتوراه بن ك. بيرس ، وشمل العديد من زملائه من معهد الأصول وقسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ماكماستر في هاميلتون ، أونتاريو.
من أجل دراستهم ، سعى بيرس وزملاؤه إلى إنشاء إطار زمني لظهور الحياة على الأرض. كما لوحظ ، فقد نظروا في الأدلة الفيزيائية الفلكية والجيوفيزيائية من جهة ، والتوقيعات الحيوية في العينات الجيولوجية من ناحية أخرى لبناء الحدود لكليهما. كما أوضح بيرس لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"هناك حدان يحددان الفاصل الزمني لأصل الحياة ، وتقييد كل حد يتطلب أنواعًا مختلفة من الأدلة. يتم تقييد حدود قابلية السكن من خلال الأدلة الفيزيائية الفلكية والجيوفيزيائية ، على سبيل المثال ، النطاق الزمني لتأثير تشكيل القمر ، وتبريد عباءة الصهارة على الأرض. إن حدود التوقيعات الحيوية مقيدة بمختلف التوقيعات الحيوية ، مثل هذه الحفريات الدقيقة ، الستروماتوليت ، وتوقيعات الكربون -13 ".
استنادًا إلى الأدلة الفيزيائية الفلكية والجيوفيزيائية ، تمكن الفريق من وضع حدود قابلية السكن للأرض قبل 4.5 إلى 3.9 مليار سنة. كانوا قادرين على تقييد حدود التوقيع الحيوي بشكل أوثق ، ووضعها في حوالي 3.7 مليار سنة استنادًا إلى وجود كل من stomatolites وتوقيعات الكربون الخفيف في كريات الجرافيت ذات الأصل الرسوبي.
وبالتالي ، فإن الفرق بين هذين الحدين يوفر لنا فكرة عن الوقت الذي استغرقه ظهور أشكال الحياة المبكرة. "تشير الدلائل إلى أن ظهوره على الأرض استغرق 200-800 مليون سنة ، وهي فترة زمنية قصيرة نسبيًا بالنظر إلى أن كوكب الأرض صالح للسكن لمدة 4.5 إلى 3.9 مليار سنة ، وسيظل صالحًا لحوالي مليار شخص آخر". بيرس.
في حين أن هذه الدراسة لها آثار مهمة على دراسة الحياة هنا على الأرض ، إلا أنها لا تنطبق بعد على الكواكب خارج الطاقة الشمسية. في حين أن تقديرات الوقت الذي يستغرقه ظهور الحياة على كوكب مثل كوكبنا قد تصبح مفيدة عند استكشاف الكواكب الخارجية "الشبيهة بالأرض" في يوم من الأيام ، فإن معرفتنا بالكواكب والأنظمة خارج الشمس محدودة للغاية في الوقت الحالي. وكما أوضح بيرس:
"لسوء الحظ ، لا يمكننا حقًا استخدام دراسة الفاصل الزمني لأصل الحياة على الأرض كدليل للبحث عن الحياة على الكواكب الخارجية ، حيث أننا حجم عينة n = 1. ليس لدينا أي فكرة عما إذا كانت الحياة تستغرق وقتًا أطول للظهور على الأرض مما كانت عليه في عالم نموذجي صالح للسكن ، أو أقصر ، أو ما إذا كانت الحياة ظهرت في أي مكان آخر غير الأرض ".
ومع ذلك ، كما أضاف بيرس ، فإن هذه المراجعة مفيدة جدًا من حيث توجيه فهمنا لأصل الحياة على الأرض. "على سبيل المثال ، قد تكون 200 مليون سنة كمًا ضروريًا من الوقت للتوليف الكيميائي لاستكشاف مساحة تسلسل البوليمر الحيوي الكبيرة والعشوائية وغير الوظيفية. فقط بعد "فترة البحث والانتظار" الطويلة هذه ، كان من الممكن إنشاء مجموعة صغيرة مستقرة من أجهزة النسخ على الأرض المبكرة. "
في السنوات المقبلة ، ستسمح أدوات الجيل التالي بتوصيف الكواكب الخارجية كما لم يحدث من قبل. مع بحث إضافي ، قد تصبح التقديرات العلمية عن الوقت الذي ظهرت فيه الحياة على مختلف الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض متاحة. حتى ذلك الحين ، من المريح أن نعرف أننا نقترب من تحديد كيف ومتى ظهرت الحياة على الأرض.
