Благодаря фотосинтезу атмосфера Земли насыщенна живительным кислородом. Эта реакция превращает углекислый газ и воду в углеводы и кислород. Около 2,3 миллиарда лет назад эта реакция привела к резкой оксигенации атмосферы Земли.
История и цифры
Существуют доказательства того, что фотосинтез, высвобождающий кислород, развивался гораздо раньше - ещё 3 миллиарда лет назад. Но богатая кислородом атмосфера существует всего лишь около 10% от всей истории Земли протяжённостью 4,5 миллиарда лет. Так почему оксигенация атмосферы произошла намного позже, чем фотосинтезная революция, которая принесла кислород? Последнее исследование Школы наук о Земле и атмосфере (EAS) объясняет эту аномалию.
Ответ
Современные "фотосинтезаторы" потребляют воду и выделяют кислород.
А вот примитивные виды потребляют растворенные ионы железа, которых было много в океанах ранней Земли. И вместо кислорода они производят ржавчину в качестве побочного продукта.
Используя экспериментальную микробиологию, геномику и крупномасштабное биогеохимическое моделирование, в EAS обнаружили, что фотосинтетические бактерии, которые используют железо вместо воды, являются жесткими конкурентами фотосинтезаторов в отношении света и питательных веществ. Их способность вытеснять фотосинтезирующие растения, которые вырабатывают кислород, является важным компонентом глобального кислородного цикла Земли.
Большая исследовательская задача
Исследование является частью большой исследовательской задачи - найти понимание того, как эволюция фотосинтетической биосферы контролирует состав атмосферы Земли. Учёные хотят понять сроки основных биологических инноваций и их влияние на химию океанов и атмосферы Земли. Эти принципы имеют ключевое значение для понимания нашего собственного эволюционного происхождения и поиска жизни за пределами нашей солнечной системы.
Эти результаты дают понимание биологических факторов развития не только земной атмосферы. Они дают понимание факторов, которые способствуют оксигенации атмосфер планет земного типа за пределами нашей солнечной системы.