|
Эти формы жизни должны были вымерть миллиарды лет назад
|
|
|
|
В первые дни существования Земли уровень кислорода был примерно в миллион раз ниже, чем сейчас. Резкий рост содержания кислорода, известный как Великое насыщение кислородом (которое произошло около 2,3 миллиарда лет назад), в конечном итоге позволил эволюционировать растительности и животному миру, но этот переход потребовал огромных изменений в химической обработке от уже эволюционировавших организмов для создания энергии в атмосфере, которая по сути была совершенно другой. Итак, как же выжили первые земляне, пока происходили эти титанические перемены?
|
|
|
|
Чтобы выяснить это, группа исследователей изучила пять богатых железом горячих источников в Японии, которые, как они написали в исследовании, опубликованном в журнале Microbes and Environment, “потенциально открывают двери в древнюю микробиологическую экологию”. Эти горячие источники могут дать всевозможные ключи к пониманию как древних микроорганизмов, так и потенциальной жизни на других планетах, поскольку они точно имитируют условия, которые преобладали в древних океанах во время Великого события насыщения кислородом.
|
|
|
|
“Эти богатые железом горячие источники представляют собой уникальную природную лабораторию для изучения микробного метаболизма в ранних условиях, подобных земным, во время перехода от позднего архея к раннему протерозою, отмеченного Великим событием окисления”, - говорится в заявлении Шона Макглинна, автора исследования. “Они помогают нам понять, как могли быть структурированы примитивные микробные экосистемы до появления растений, животных и значительного количества атмосферного кислорода”.
|
|
|
|
|
|
|
Что делает эти источники такими особенными, так это то, что они от природы богаты двухвалентным железом, что является редкостью на современной Земле. Кроме того, в них низкий уровень кислорода и рН, близкий к нейтральному, - условия, которые, по мнению команды, соответствуют окружающей среде большей части океанов Земли во время кислородного сдвига. Исследователи из Института наук о жизни на Земле и Токийского научного института считают, что богатые железом экосистемы - это то, что помогло сохранить жизнь микроорганизмам, которые пережили этот глобальный химический сдвиг.
|
|
|
|
Команда обнаружила, что бактерии, окисляющие железо, являются доминирующими микробами в четырех из пяти горячих источников, которые они проанализировали. Организмы процветали в условиях низкого содержания кислорода, используя двухвалентное железо в качестве основного источника энергии, в то время как цианобактерии, известные тем, что производят кислород посредством фотосинтеза (и, вероятно, одни из первых на Земле, кто начал это делать), присутствовали в относительно небольшом количестве. Однако в пятом горячем источнике наблюдалась аномалия, когда преобладал метаболизм, не связанный с железом.
|
|
|
|
Команда проанализировала функции более чем 200 высококачественных микробных геномов из сообщества горячих источников. “Несмотря на различия в геохимии и микробном составе разных участков, - говорится в заявлении Фатимы Ли-Хау, соавтора исследования, - наши результаты показывают, что в присутствии двухвалентного железа и ограниченного количества кислорода сообщества микроаэрофильных окислителей железа, кислородных фототрофов и анаэробов постоянно сосуществуют и поддерживают удивительно схожие и устойчивые формы жизни”. завершают биогеохимические циклы.” Эти циклы включают углеродный и азотный циклы, а также частичные циклы серы.
|
|
|
|
Команда ученых заявила, что это исследование может изменить наше понимание ранних экосистем, показав, что микробы, возможно, использовали энергию, получаемую в результате окисления железа и кислорода, вырабатываемого ранними фототрофами. “Эта статья расширяет наше понимание функционирования микробной экосистемы в решающий период истории Земли, при переходе от бескислородного океана, богатого железом, к насыщенной кислородом биосфере в начале [Великого события насыщения кислородом]”, - сказал Ли-Хау. “Изучая современные аналоговые среды, мы даем детальное представление о метаболических возможностях и составе сообщества, соответствующих условиям ранней Земли”.
|
|
|
|
Понимание жизни на древней Земле может также иметь значение для поиска жизни на других планетах. “Наши данные, - писали авторы, - дают основу для рассмотрения того, какие факторы могли влиять на продуктивность и круговорот элементов по мере насыщения океанов Земли кислородом”.
|
|
|
|
Источник
|
