Kartiomaisista stromatoliiteista löytyy merkkejä mikrobien elämästä. Kuva: Allen Nutman/Nature
Kartiomaisista stromatoliiteista löytyy merkkejä mikrobien elämästä. Kuva: Allen Nutman/Nature
Löytö tehtiin geologien hyvin tuntemalla Isuan vihreäkivivyöhykkeellä Grölannissa, jossa suomalaisetkin geologit ovat paljon tutkineet. Kuvassa fossiililöydon tehneitä tutkijoita. Kuva: Yuri Amelin
Löytö tehtiin geologien hyvin tuntemalla Isuan vihreäkivivyöhykkeellä Grölannissa, jossa suomalaisetkin geologit ovat paljon tutkineet. Kuvassa fossiililöydon tehneitä tutkijoita. Kuva: Yuri Amelin

Löytö aikaistaa elämän alkua yli 200 miljoonalla vuodella.

Maailman vanhimpia stromatoliittien rakenteita on löytynyt Luoteis-Grönlannista. Nämä kivettyneet mikrobimattojen jäänteet ovat vanhaa merenpohjaa. Niiden ikä on arvioitu 3,7 miljardia vuotta vanhoiksi.

Aiemmin Australiasta löydetyt vanhimpina pidetyt stromatoliitit ovat arviolta 3,5 miljardia vuotta vanhoja.

Nyt löydetyt fossiilirakenteet ovat vanhimpia tunnettuja merkkejä elämän alusta, ja ne ajoittuvat aikaan, jolloin maapallon pinta oli vasta muodostumassa. Asteroideja osui yhä maapallon pintaan.

Löydöstä kertoi tiedelehti Nature.

Geologi Allen Nutmanin ryhmineen löytämä stromatoliittien kerros on yhdestä neljään senttimetrin paksuinen.

Stromatoliittien rakenne on muodostunut, kun mikro-organismit ovat sitoneet sedimenttiä ja saostaneet karbonaattia matalan meren pohjaan.

Tämä kivilaji oli yllättäen säilynyt pienellä alueella Lounais-Grönlannissa, geologien hyvin tuntemalla Isuan vihreäkivivyöhykkeellä.

Kivet oli jo ennen stromatoliittien löytöä ajoitettu noin 3,7 miljardia vuotta vanhoiksi. Fossiilit löytyivät pieneltä alueelta, josta jäätikkö oli vetäytynyt.

Mikrobien toiminnasta on Nutmanin mukaan monia todisteita. Niitä on kiven kemiallisessa koostumuksessa, kerrostuneen maa-aineksen rakenteissa ja mineraaleissa.

Yhdessä ne osoittavat, että stromatoliittikivi muodostui aikoinaan elävistä organismeista. Kivilaji on syntynyt muinoin kerros kerrokselta syanobakteereista matalan meren pohjaan.

Syanobakteerit ovat yksisoluisia yhteyttäviä mikrobeja, joita elää nykyäänkin eri ympäristöissä aina järvissä, joissa ja jopa Etelämantereen jäänalaisissa järvissä.

Bakteerien toimintaa ilmentävien rakenteiden löytyminen sopii yhteen sen kanssa, mitä elämän aluksi on laskettu geneettisten molekyylikellojen avulla. Niiden mukaan elämän alku maapallolla ajoittuu aikaan yli neljä miljardia vuotta sitten.

Paleontologit ovat pohtineet paljon sitä, alkoiko elämä vasta pitkän aikaa planeettojen kehittymisen jälkeen vai jo planeettojen syntyessä. Nyt tehty löytö viittaa siihen, että elämä alkoi, kun maapallon pinta alkoi vasta rauhoittua.

”Löytö on merkittävä, vaikka se vielä vaatiikin paljon lisätutkimuksia”, sanoo erikoistutkija Kari A. Kinnunen Geologian tutkimuskeskuksesta.

”Kallioperä on kovassa paineessa ja kuumuudessa muuttunut, eikä siinä uskottu säilyneen alkuperäisiä rakenteita näin selvästi”, Kinnunen sanoo.

”Isua on myös monille suomalaisille geologeille tuttu paikka, sillä siellä työskenteli 1970-luvulla geologian opiskelijoita kesätöissä.”

Seudulla tiedetään olevan maapallon vanhimpia kiviä aivan pintakerroksissa.

Grönlannista löydetyt näytteet näyttävät olevan hyvin samanlaisia kuin Australian länsiosista löydetyt fossiilit, joiden iäksi on määritelty 3,48 miljardia vuotta, sanoo BBC:lle professori Martin an Kranendonk New South Walesin yliopistosta Australiasta. Häntä pidetään varhaisimman elämän hyvänä asiantuntijana.

Löytöä epäilee Minik Rosing, joka on geologian professori Tanskan luonnonhistorian museossa.

Rosing väittää BBC:lle, että mineraalit syntyivät paljon myöhemmin reaktioissa, jossa maankuoressa veteen sekoittui tulikuumaa natriumia.

Paleontologit eivät yleensä etsi elämän merkkejä tällaisista voimakkaasti muuttuneista, metamorfisista kivistä. Ne eivät näet ole sellaisia hyvin säilyneitä kerrostuneita sedimenttikivilajeja, joista maapallon fossiilit yleensä löytyvät.

Grönlannissa tutkitut kivet ovat metamorfisia, eli ne ovat muovautuneet uudelleen kovassa paineessa ja kuumuudessa. Siksi monet rakenteet ovat niissä tuhoutuneet.

Ongelma varhaisimpien mikrobien jäljityksessä on, että stromatoliittien kaltaisia rakenteita voi muodostua myös ilman eläviä organismeja.

Elämään viittaavat kuitenkin havaitut isotooppien suhteet ja hivenaineet. Myös kivien kartiomainen rakenne viittaa mikrobien työhön.

Yleensä tällaisia rakenteita löytyy ajanjaksolla 3,5 miljardista vuodesta puoleen miljardiin vuoteen. Se oli aikakautta, jolloin biosfäärissä oli jo merkittävästi mikrobeja.

Suomessa stromatoliittikiveä on Tervolassa. Esimerkiksi Helsingin yliopiston Porthanian aulan lattialaatat ovat tätä stromatoliittikiveä, ja rakenteet näkyvät siinä erinomaisesti.

Lapissa Tervolan kylässä Louen stromatoliittirakenteinen marmori on iältään 2 100–2 060 miljoonaa vuotta, kertoo Kinnunen.

Yksittäinen ravintoaine ei ratkaise, miten hyvin laihdutus onnistuu.

Jos haluaa pudottaa painoaan, kannattaa seurata yksinkertaista neuvoa: vähentää syömistään ja syödä terveellisesti. Tähän päätelmään voi tiivistää Stanfordin yliopiston tutkimuksen, jossa seurattiin ylipainoisten ruokavaliota ja laihtumista vuoden ajan.

Kokeeseen osallistui kaikkiaan 609 ihmistä, suunnilleen puolet miehiä ja puolet naisia. Iältään he olivat 18–50-vuotiaita.

Osallistujat jaettiin sattumanvaraisesti kahteen laihdutusryhmään: toisen ryhmän ruokavaliosta vähennettiin rasvaa, ja toinen ryhmä tinki hiilihydraateista.

Ennen dieetin aloittamista osallistujille pidettiin perusteelliset ravitsemusluennot ja heidät opastettiin noudattamaan terveellistä ruokavaliota.

Vähärasvaiselle dieetille arpoutuneita ohjeistettiin esimerkiksi vähentämään rasvaisen lihan ja rasvaisten maitotuotteiden käyttöä. Hiilihydraateista tinkiviä kehotettiin välttämään muun muassa muroja ja riisiä. Yhteisesti kaikkia evästettiin välttämään einesruokia, lisättyjä sokereita ja transrasvoja ja syömään mahdollisimman paljon vihanneksia.

Vuoden kuluttua kummankin ryhmän jäsenet olivat laihtuneet keskimäärin kuusi kiloa, tutkijat raportoivat Jama-lääkärilehdessä.

Yhtäläinen tulos vie pohjaa puheilta, joilla tiettyihin ruoka-aineisiin keskittyviä dieettejä kehutaan toinen toistaan tehokkaammiksi.

Toimivan laihdutuksen perusajatus on sama dieetistä riippumatta: vähemmän sokeria, vähemmän valkoista jauhoa ja enemmän vihanneksia, korostaa tutkimusta johtanut ravitsemustieteilijä, professori Christopher Gardner tutkimustiedotteessa.

Geenit eivät auttaneet

Rasvan ja hiilihydraattien lisäksi tutkijoita kiinnosti erityisesti se, kuinka paljon perimä vaikuttaa laihdutuksen onnistumiseen.

Aiempien tutkimusten perusteella hiilihydraatti- ja rasva-aineenvaihduntaan osallistuvista geeneistä esiintyy erilaisia variantteja, jotka voivat joko edistää tai vähentää näiden ravintoaineiden varastoitumista elimistöön. Gardner on itse saanut asiasta hienoista näyttöäkin.

Kaikilta laihdutuskokeeseen osallistuneilta otettiin dna-näyte, josta kartoitettiin kolme hiilihydraatti- ja rasva-aineenvaihduntaan kytkeytyvää geeniä. Osalla oli variantti, jonka uskottiin tehostavan vähärasvaista ruokavaliota. Osan geenit ennustivat hyötyjä hiilihydraattien välttelystä.

Kummankin ryhmän laihduttajista noin puolet sattui päätymään geeniensä kannalta otolliselle dieetille.

Lopputulos oli kuitenkin geenihypoteesin kannalta karu. Geeneillä ei ollut mitään havaittavaa vaikutusta laihdutuksen onnistumiseen. Näin Gardner tuli kumonneeksi aiemmat tuloksensa, joiden mukaan geeneilleen sopivaa ruokavaliota noudattaneet laihtuivat enemmän kuin geenejään vastaan sotineella dieetillä olleet.

Emme onnistuneet toistamaan sitä tutkimusta. Emme päässeet edes lähelle, Gardner summaa STAT-terveyssivustolla.

Tutkimus antaa siis myös tärkeän opetuksen siitä, miksi tulosten toistettavuus on tieteessä tärkeää.

1960-luvulla tehtyjen ydinkokeiden radioaktiivinen jälki tallentui syrjäisen Campbellin saaren ainoaan puuhun.

Elämme useiden tutkijoiden mukaan niin sanottua antroposeenin geologista ajanjaksoa. Se viittaa siihen, miten ihminen vaikuttaa maapalloon.

Viime jääkauden jälkeen ihminen on muovannut koko planeettaa. Jos nyt katoaisimme, kädenjälkemme säilyisi kymmeniä tuhansia vuosia.

Tutkijat havaitsivat ihmisen jälkiä jopa maapallon yksinäisimmäksi sanotussa puussa, joka kasvaa syrjäisellä saarella Tyynessämeressä.

Ihminen on käynnistänyt koko planeettaa muokkaavan ilmastonmuutoksen ja kuudennen joukkosukupuuton.

Eläinlajeja on 1900-luvun jälkeen kadonnut maapallolta satakertaisella tahdilla normaaliin verrattuna.

Siksi moni geologi ja muu tutkija kannattaa ajatusta nykyisen ajan nimeämisestä antroposeeniksi eli ihmisen aikakaudeksi. Olisimme siirtyneet jääkauden jälkeisestä holoseenista antroposeeniin.

On kuitenkin epäselvää, mistä vuodesta sen katsottaisiin alkaneen.

Esimerkiksi jo maanviljelykseen siirtyminen tuhansia vuosia sitten edusti ihmiskunnalle pysyvää harppausta ja muokkasi maapallon lajistoa.

Monet ovat ehdottaneet antroposeenin alkupisteeksi 1950–1960 -lukuja, jolloin ydinasevaltiot tekivät massiivisia ydinkokeita. Ydinräjähdykset levittivät alkuaineiden radioaktiivisia isotooppeja ympäri planeettaa.

Tällä ajatuksella kansainvälinen tutkijaryhmä ehdottaa nyt Scientific Reports -tiedelehdessä antroposeenin ajan aluksi vuotta 1965.

Todisteena on sitkankuusi, joka kasvaa asumattomalla Campbellin saarella noin 600 kilometriä etelään Uuden-Seelannin eteläkärjestä.

Karu saari edustaa kasvillisuusvyöhykkeeltään tundraa. Sinne istutettiin yksittäinen sitkankuusi viime vuosisadan alussa. Ajatuksena oli kenties myöhemmin istuttaa useampiakin.

Puun lähin naapuri on parin sadan kilometrin päässä Aucklandin saarella.

Tutkijat kairasivat puusta näytteen ja havaitsivat selvän piikin hiilen radioaktiivisen hiili 14 -isotoopin määrässä vuoden 1965 vuosirenkaassa.

Se tarkoittaa, että yli vuosikymmenen aikana tehtyjen ydinkokeiden laskeuma levisi tuolloin ympäri maailmaa tällaisille syrjäisille saarille asti.

Huippukohta oli suunnilleen loka-marraskuussa 1965. Vastaava piikki näkyy pohjoisen pallonpuoliskon näytteissä.

Radiohiilipiikki puun vuosirenkaassa on niin selkeä, että se voidaan havaita vielä kymmenien tuhansien vuosien päästä, kunnes se on puoliintunut olemattomiin.

”Radiohiili säilyy mitattavissa määrissä noin 50 000–60 000 vuotta. Senkin jälkeen muut ydinkokeisiin liittyvät radioisotoopit, kuten plutonium, säilyvät ympäristössä”, selittää ilmastonmuutoksen ja geotieteiden professori Chris Turney BBC:lle.

Yksinäisin puu ei olisi Campbellin saarella ilman ihmistä. Sitkankuuset kasvavat luonnostaan Kanadan länsirannikolla.

Ydinkokeet olisivat siis kahden geologisen aikakauden rajapyykki, holoseenin ja antroposeenin.

Vastaava raja on voitu vetää liitukauden ja tertiäärikauden välille, jolloin asteroidi pyyhkäisi dinosaurukset ja valtaosan muusta elämästä maapallolta.

Asteroidin jäljiltä kallioperässä ympäri maailmaa on jäämiä iridiumista, jonka asteroidi toi mukanaan avaruudesta. Tämä kemiallinen kädenjälki on säilynyt 65 miljoonaa vuotta.

Kaikki tutkijat eivät ole yhtä mieltä antroposeenikauden käsitteen tarpeellisuudesta tai siitä, että se rajattaisiin alkaneeksi juuri hiljattain.