Древние микробы использовали редкий металл 3,4 млрд лет назад на Земле

Согласно новому исследованию, в архейскую эру, 3,4 миллиарда лет назад, древние микробы применяли молибден — металл, который тогда встречался крайне редко. Они также экспериментировали с вольфрамом. Эти данные способны скорректировать методики астробиологов, ищущих жизнь за пределами Земли.

Геохимические данные указывают, что в бескислородных океанах ранней планеты молибден был почти недоступен. Однако современные организмы повсеместно зависят от этого элемента.

Ранее выдвигалась гипотеза, что жизнь сначала опиралась на вольфрам, а позже, когда молибден стал доступнее, переключилась на него.

Профессор Висконсинского университета в Мадисоне Бетюль Качар (Betül Kaçar) с коллегами решила проверить эту идею. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Молибден участвует в ключевых биогеохимических циклах углерода, азота и серы. Предыдущие работы показали, что многие из этих метаболических путей имеют древнее происхождение. В новом исследовании авторы проанализировали геномные базы данных, выявляя организмы, несущие гены для транспорта, хранения и синтеза молибдена.

Методом филогенетического согласования ученые восстановили эволюцию белков, использующих молибден и вольфрам, на современном древе жизни. Они также проследили внутриклеточный путь молибдена — от поглощения до катализа.

Параллельно изучалась история использования вольфрама в биологических процессах. Собрав данные о доступности молибдена в разные геологические эпохи, команда выяснила: несмотря на дефицит, микробы Земли находили способ его применять уже 3,3–3,7 миллиарда лет назад.

Понимание того, на какие элементы полагалась ранняя жизнь, поможет астробиологам в поиске планет, потенциально пригодных для жизни. В частности, на Марсе уже обнаружено более 20 органических соединений.