قد يستحوذ البحث عن الحياة على المريخ أو على الأقمار الجليدية مثل أوروبا وإنسيلادوس على الأضواء، لكن لغزًا آخر في علم الأحياء الفلكية يتربص بنا في ساحتنا الخلفية: متى ظهرت أول حقيقيات النوى على الأرض، وكيف مهدت الطريق للحياة المعقدة؟ لأنه، دعونا نواجه الأمر، سيطرت الميكروبات على الساحة لنحو 90% من تاريخ كوكبنا، ومعرفة كيف انتقلنا من عالم من الوحل أحادي الخلية إلى عالم مليء بالنباتات والحيوانات والفطريات قد يخبرنا أيضًا ما إذا كانت الحياة المعقدة يمكن أن تظهر في مكان آخر في الكون.

بدأت الحياة على الأرض منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، كما يقول روس أندرسون، عالم الحفريات في جامعة أكسفورد. ظهرت البكتيريا الزرقاء والبناء الضوئي المنتج للأكسجين قبل 2.3 مليار سنة على الأقل، بينما وصلت حقيقيات النوى قبل 1.7 مليار سنة على الأقل. تبعتها الطحالب قبل مليار سنة على الأقل (وربما قبل ذلك)، وظهرت الحيوانات قبل 570 مليون سنة على الأقل. لتتبع السلف المشترك للنباتات والحيوانات، يقول أندرسون إن الباحثين بحاجة إلى النظر إلى حوالي 1.6 مليار سنة مضت.

كانت حقيقيات النوى التاجية - من بين أقدم أشكال حقيقيات النوى - محورية في ظهور الحياة المعقدة. تفتخر الخلايا حقيقية النواة بنواة تحتوي على الحمض النووي، بالإضافة إلى عضيات مثل الميتوكوندريا، التي توفر الطاقة لأنماط حياة أكثر تطلبًا. أدت حقيقيات النوى في النهاية إلى ظهور كل حيوان ونبات وفطر على الأرض اليوم. لكن العثور على أسلافها الأوائل مهمة شاقة.

الكائنات التي يزيد عمرها عن 500 مليون سنة لم تكن تمتلك أصدافًا أو هياكل عظمية، لذا يتعين على علماء الحفريات الاعتماد على بيئات نادرة يمكنها الحفاظ على الخلايا الهشة والأنسجة الرخوة. وهذا يترك العلماء بمعلومات قليلة جدًا عن الحياة خلال فترة زمنية هائلة تغطي حوالي 90% من تاريخ الأرض.

يركز بحث أندرسون على واحدة من أكبر التحولات في التاريخ البيولوجي: كيف انتقلت الأرض من كوكب تهيمن عليه البكتيريا إلى كوكب تسكنه كائنات معقدة متعددة الخلايا. نظرًا لأن حفريات هذه الكائنات المبكرة يصعب العثور عليها، فهو يدرس كيمياء الصخور القديمة لتحديد البيئات الواعدة. الوقت أيضًا عدو لدود - فقد تحملت الحفريات الدقيقة لحقيقيات النوى مليارات السنين من التآكل الجيولوجي، مما يجعل اكتشافها أكثر صعوبة.

نحن نعلم أن التحول من الحياة أحادية الخلية إلى متعددة الخلايا حدث أكثر من مرة، في أجزاء مختلفة من العالم. أندرسون مهتم بشكل خاص بفهم كيف أدت هذه العملية إلى التنوع المذهل للحيوانات اليوم. تم وضع الكثير من هذا الأساس خلال الانتقال الإدياكاري/الكمبري قبل حوالي 540 مليون سنة، مما يمثل تحولًا من الكائنات ذات الأجسام الرخوة إلى الانفجار الكمبري، عندما أصبحت الحيوانات ذات الحركة والأصداف والهياكل العظمية هي الموضة.

للعثور على حفريات أقدم، يتوجه العلماء إلى الأماكن التي كانت فيها المواد البيولوجية الهشة لديها فرصة للبقاء. أندرسون وزملاؤه مهتمون بشكل خاص بمنطقة تبلغ مساحتها حوالي 100 كيلومتر مربع بالقرب من سفالبارد، النرويج، عند خط عرض 80 درجة شمالًا، والتي كانت مغطاة ببحر ضحل. كما أسفرت أستراليا عن أدلة - في العام الماضي فقط، اكتشف باحثون هناك بعضًا من أقدم الحفريات الدقيقة لحقيقيات النوى المعروفة، والتي يعود تاريخها إلى حوالي 1.75 مليار سنة.

البيئات الساحلية القديمة هي مناطق صيد واعدة، حيث أن حقيقيات النوى هناك كانت ستتمكن من الوصول إلى المغذيات والمواد العضوية، مما قد يدعم تنوعًا أكبر وتعدد الخلايا. غالبًا ما يستهدف الباحثون المواقع البكر أو المناطق غير المدروسة. يتخصص أندرسون في المناطق ذات الرواسب الطينية الهائلة التي ربما ساعدت في الحفاظ على بقايا حقيقيات النوى القديمة. اليوم، أفضل الأماكن غالبًا هي الصحاري أو المناظر الطبيعية في القطب الشمالي، حيث تظل الصخور القديمة مكشوفة.

حتى في المواقع المثالية، فإن العثور على حفريات دقيقة لحقيقيات النوى يمثل تحديًا هائلاً. هذه الكائنات كانت مجهرية، تفتقر إلى الأنسجة الصلبة، وقد تحللت لمليارات السنين. يلاحظ أندرسون أن السجل الحفري من هذه الفترة لا يزال غير مدروس جيدًا. ومع ذلك، يتم إحراز تقدم -