Дослідники з японського Earth-Life Science Institute (ELSI) запропонували нове пояснення того, як мікробні спільноти могли виживати на ранній Землі в епоху, коли атмосфера майже не містила кисню. У той період цей газ був не лише дефіцитним, а й небезпечним для більшості форм життя
Фото: unsplash.com, freepik.com
Науковці припускають, що важливу роль у стабільності таких екосистем могли відігравати бактерії, здатні окиснювати розчинене залізо, використовуючи дуже малі концентрації кисню, які утворювали фотосинтезувальні ціанобактерії.
Дослідження очолив Шон Макґлінн. Його команда вивчала гарячі джерела в Японії, хімічний склад яких нагадує умови давніх океанів під час Великої кисневої події приблизно 2,3 млрд років тому. Аналіз показав, що в більшості таких джерел домінують мікроаерофільні бактерії, які отримують енергію, окиснюючи двовалентне залізо (Fe²⁺) до тривалентного (Fe³⁺). Водночас фотосинтезувальні ціанобактерії траплялися значно рідше та не були головними представниками мікробної спільноти.
Використовуючи метагеномний аналіз, дослідники змогли відновити понад 200 мікробних геномів. Отримані дані свідчать, що поєднання великої кількості розчиненого заліза та надзвичайно низьких рівнів кисню створювало умови для співіснування різних типів мікроорганізмів. У таких екосистемах одночасно могли існувати бактерії, що окиснюють залізо, анаеробні мікроби та фотосинтезувальні організми. Подібна взаємодія підтримувала роботу біогеохімічних циклів, зокрема кругообіг вуглецю та азоту.
Цікаве по темі: Скільки живуть цивілізації: що загрожує людству
Крім того, генетичні дані вказали на існування прихованого циклу сірки — навіть попри те, що її концентрація в середовищі була дуже низькою.
На думку авторів роботи, результати свідчать про те, що перехід Землі від безкисневих океанів до біосфери з високим вмістом кисню, імовірно, відбувався поступово через складні проміжні екосистеми. У таких середовищах різні групи мікроорганізмів могли створювати локальні «кисневі оази» та разом підтримувати складні біогеохімічні процеси.
Науковці підкреслюють, що сучасні природні системи, які відтворюють подібні умови, можна розглядати як своєрідні «живі лабораторії». Їхнє вивчення допомагає зрозуміти, як життя змогло пережити одну з наймасштабніших екологічних трансформацій в історії планети. Крім того, такі дослідження можуть підказати, де і як варто шукати позаземне життя в середовищах, що нагадують умови ранньої Землі.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Рай може існувати у фізичному Всесвіті — науковець Гарварду
Активність Місяця змінює тривалість доби на Землі
Учені розповіли, як загине Всесвіт
Джерело: noworries!.
Telegram
Viber
