Λίγο μετά το σχηματισμό του στερεού φλοιού της Γης, πρωτόγονα μικρόβια, πολύ διαφορετικά από τα σημερινά, άρχισαν να επεξεργάζονται τα βασικά στοιχεία της ζωής όπως ο άνθρακας, το θείο και το άζωτο, δημιουργώντας τις συνθήκες για την εμφάνιση ανώτερων μορφών ζωής, που τελικά κατέληξαν μετά από δισεκατομμύρια χρόνια στην εμφάνιση του ανθρώπου. Αυτή είναι η γνώμη του Αντριου Κνολ, του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, αλλά και πολλών άλλων επιστημόνων. Μέχρι σήμερα, τα βακτήρια παραμένουν ο βασικότερος παράγοντας της βιόσφαιρας. «Ζούμε από τους κόπους τους», λέει χαρακτηριστικά ο Κνολ.

Οι ερευνητές θα ήθελαν πολύ να ξέρουν ποια μορφή ζωής να ευχαριστήσουν γι' αυτές τις πρώτες τροφικές αλυσίδες. Αλλά δεν είναι πάντα εύκολο να διακρίνει κανείς τους νεκρούς μικροοργανισμούς από τους σχηματισμούς που μπορεί να παράγει η ανόργανη φύση. Εκείνο στο οποίο συμφωνούν όλοι είναι ότι η έρευνα πρέπει να επικεντρωθεί στις τρεις περιοχές, όπου υπάρχουν οι αρχαιότεροι ιζηματογενείς βράχοι. Ανασκαφές στην Αυστραλία, στη Γροιλανδία και τη Νότια Αφρική προσφέρουν μια κωδικοποιημένη εικόνα της επιφάνειας της Γης, όπως ήταν πριν από 3,2 έως 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα πετρώματα συντίθενται από στρώματα συσσωρευμένων σωματιδίων που αργότερα θάφτηκαν, θερμάνθηκαν και συμπιέστηκαν και μάλιστα όχι μία αλλά πολλές φορές. Στρογγυλεμένα χαλίκια και λειασμένοι κόκκοι άμμου υποδεικνύουν ότι τα πετρώματα προέρχονται από το βυθό θαλασσών που υπήρχαν κάποτε στις περιοχές αυτές, άρα και τα απολιθώματα που περιέχουν θα προέρχονται από θαλάσσια ζωή.

Μελετώντας τα πετρώματα από την Αυστραλία, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα στρώματα ιζημάτων που περιέχουν είναι πολύ πιο λεπτά από εκείνα στους σύγχρονους στρωματόλιθους, πράγμα που σημαίνει ότι τα κατοικούσαν πολύ μικρότερες μορφές ζωής από τα σύγχρονα κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινες άλγες). Ακόμα κι έτσι όμως, φαίνεται ότι είχε αρχίσει να σχηματίζεται μια τροφική αλυσίδα. Οι βασικοί αρχιτέκτονες των στρωματόλιθων είναι φωτοσυνθετικά βακτήρια. Παίρνουν την ενέργεια που χρειάζονται από τον ήλιο κι όχι από άλλα ζωντανά όντα. Οι γεωχημικοί βρήκαν όμως και τη χημική υπογραφή ενός μικροβίου που φαίνεται να έτρωγε τη νεκρή οργανική ύλη, δηλαδή τα άλλα μικρόβια όταν πέθαιναν. «Είχαμε ένα αρκετά πολύπλοκο οικολογικό σύστημα, ακόμα και μ' αυτά τα μικροσκοπικά μικρόβια», λέει ο αστροβιολόγος Ρότζερ Μπιουκ του πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον που ανακάλυψε τους απολιθωμένους στρωματόλιθους.

Αλλά, η αναγνώριση των απολιθωμάτων των μικροβίων είναι πολύ πιο δύσκολη και θολή υπόθεση σε σχέση με την αναγνώριση των απολιθωμάτων των ανώτερων ζώων, γιατί τα βακτήρια δεν έχουν ούτε κόκαλα, ούτε κελύφη, ούτε δόντια, ούτε άλλα σκληρά τμήματα που να δίνουν καλά απολιθώματα. Μόνο η χημική υπογραφή, δηλαδή κυρίως η αναλογία των ισοτόπων άνθρακα (που είναι διαφορετική στα έμβια απ' ό,τι στα άβια) μπορεί να δώσει ενδείξεις ότι πρόκειται για απολιθώματα ζωντανών όντων. Για κάθε τέτοιο απολίθωμα που ανακαλύπτεται, υπάρχουν πάντα κάποιοι επιστήμονες που καταφέρνουν, αν όχι να ανατρέψουν τις υποθέσεις των συναδέλφων τους, τουλάχιστον να επισημάνουν άλλες ανόργανες διαδικασίες που καταλήγουν στην ίδια χημική υπογραφή. Ετσι, δεν μπορεί προς το παρόν να υπάρχει βεβαιότητα για το πότε ακριβώς εμφανίστηκαν οι πρώτοι μικροσκοπικοί κάτοικοι του πλανήτη μας, ούτε για τα χαρακτηριστικά τους.

Η αναγνώριση των υπολειμμάτων των πρώτων μορφών ζωής πάνω στη Γη θα έχει θετική επίπτωση και σε έναν άλλο επιστημονικό κλάδο: Την εξωβιολογία (ή αστροβιολογία). Οταν θα μπορούμε να αναγνωρίζουμε με βεβαιότητα τα απολιθώματα π.χ. των κυανοβακτηρίων θα μπορούμε να αναγνωρίσουμε και ανάλογα απολιθώματα σε άλλα ουράνια σώματα, όπως ο Αρης. Αν η ζωή στη Γη ήταν αποτέλεσμα μιας απίθανης σύμπτωσης μοναδικών συνθηκών και παραγόντων που επικρατούσαν στον πλανήτη μας μετά το σχηματισμό των ωκεανών, τότε ίσως είναι πραγματικά σπάνιο φαινόμενο στο σύμπαν. Αν όμως η ζωή μπορεί να εμφανίζεται γρήγορα και εύκολα στο κατάλληλο περιβάλλον, τότε ίσως το σύμπαν βρίθει από ζωή.