I ett drag som säkerligen kommer att göra alla som hoppats på 540 miljoner år gamla maskstora kändisar besvikna, har forskare fastställt att forntida mikrofossil från Brasilien – en gång trodda vara de tidigaste bevisen på små djur som slingrade sig genom urtida lera – i själva verket bara är resterna av bakterie- och alg-sammankomster. Resultaten, publicerade i Gondwana Research, utmanar tidigare antaganden om när små djur först dök upp på jorden och antyder att syrenivåerna i forntida hav fortfarande var för låga för att stödja vissa former av djurliv för cirka 540 miljoner år sedan.

Forskningen fokuserade på fossil från Mato Grosso do Sul i Brasilien. Tidigare studier hade optimistiskt tolkat märkena som bevis på maskliknande varelser eller andra små marina djur som rörde sig genom havsbottensediment under Ediacara-perioden, som kom precis före den berömda Kambriska explosionen. "Med hjälp av mikrotomografi och spektroskopitekniker observerade vi att mikrofossilen har cellstrukturer – ibland med bevarat organiskt material – som överensstämmer med bakterier eller alger som fanns under den perioden. Det här är inte spår av djur som kan ha passerat genom området," säger Bruno Becker-Kerber, försteförfattare till studien och postdoktor vid Harvard University (som utförde arbetet vid University of São Paulo och Brazilian Center for Research in Energy and Materials, med stöd från FAPESP).

Becker-Kerber förklarar att om märkena verkligen hade lämnats av djur, skulle de representera bevis på meiofauna – små ryggradslösa djur mindre än en millimeter långa – under Ediacara. Att hitta dem i så gamla bergarter skulle ha fört tillbaka fossilregistret för dessa organismer avsevärt, vilket skulle ha varit spännande. Istället får vi bakterier. Klassiskt.

Projektet är en del av studien "Rio de la Plata Craton and Western Gondwana" som stöds av FAPESP och koordineras av Miguel Angelo Stipp Basei från IGc-USP. Forskare omprövade fossil som samlats in i Corumbá och analyserade nyligen studerat material från Bonito i Serra da Bodoquena-regionen, båda i Mato Grosso do Sul inom Tamengo geologiska formation. Dessa bergarter bildades i en grund marin miljö längs en kontinentalsockel under slutskedet av Gondwanas bildning, innan superkontinenten splittrades till vad som blev Sydamerika och Afrika.

För att undersöka fossilerna mer i detalj använde teamet MOGNO-strållinjen vid Sirius, CNPEM:s partikelacceleratoranläggning i Campinas. Denna teknik gjorde det möjligt för forskare att studera fossil som sträcker sig från några mikrometer till några millimeter med hjälp av mikrotomografi och nanotomografi. "När du har ett stort prov och vill avbilda en struktur inuti det, är upplösningen som erhålls ofta otillräcklig. MOGNO-strållinjen är en av få i världen som utför så kallad zoomtomografi, där vi fokuserar på något inuti provet och analyserar det på nanoskala utan att förstöra provet," säger Becker-Kerber. Han noterar att den tidigare studien som tolkade strukturerna som djurspår inte hade tillgång till denna nivå av avbildningsteknik – ett artigt sätt att säga att de arbetade med sämre verktyg.

Forskare använde också Ramanspektroskopi för att undersöka fossilernas kemiska sammansättning, identifierade organiskt material i fossila cellväggar och stärkte tolkningen att strukturerna var bevarade mikrobiella kroppar. Vissa fossilprov innehöll pyrit (järn och svavel), och baserat på former och kemi tror forskare att vissa kan representera svaveloxiderande bakterier – organismer som använder svavel i sin ämnesomsättning. "Denna grupp av bakterier är överraskande. Några av de största som någonsin registrerats tillhör just denna kategori. Till skillnad från den vanliga bilden vi har av mikroskopiska bakterier kan vissa arter nå diametrar större än ett hårstrå och är synliga för blotta ögat," säger Becker-Kerber.

Även om fossilerna inte bevarar tillräckligt med detaljer för att identifiera exakta arter, visar forskningen