2521 подписчик
Сейчас уже ясно, что жизнь на нашей планете возникла очень рано, чуть ли не четыре миллиарда лет назад. Естественно, первыми живыми организмами были микробы — то ли бактерии, то ли археи, но, во всяком случае, прокариоты. И микробной жизнь оставалась очень долго, большую часть своей истории — пока Земля не покрылась льдом, а эукариоты не стали объединяться в более крупные организмы.
Первые достоверные следы жизни обнаруживаются уже в породах возрастом более 3,5 миллиардов лет, причём везде, где была вода — и в морях, и в гидротермальных источниках. Но вот оценить тогдашнее разнообразие микробных сообществ — задача далеко не из простых.
Причём сложна она не только потому, что бактерии — создания весьма мелкие и их окаменелости тоже крупными явно не будут. Причина ещё и в том, что земная кора постоянно обновляется за счёт тектонической и вулканической деятельности, поэтому участков осадочных пород такого возраста, в которых единственно и стоит искать следы жизни, сохранилось не так уж много.
Кроме того, сведения о древней микробной жизни нужно искать не только в виде окаменелостей и отпечатков, но и в виде комбинаций химических соединений и соотношений стабильных изотопов входящих в состав живых клеток химических элементов. Если искать только по геологическим или только по химическим данным, есть риск принять за остатки жизни образовавшиеся абиогенным путём структуры и наоборот — бывали и такие случаи, причём минеральные структуры принимали даже за окаменелости многоклеточных организмов.
Именно такой анализ и проделали учёные в Южной Африке, в зеленокаменном поясе Барбертон, содержащем породы возрастом почти в 3,5 миллиарда лет. В итоге им удалось даже расшифровать процессы обмена веществ древнейших микроорганизмов.
В результате изучения содержащих углерод пород и связанных с ними минералов небиологического происхождения, исследователи выявили следы трёх разных биохимических циклов. Во-первых, там были фотосинтезирующие организмы, во-вторых, сульфатредуценты, питавшиеся за счёт восстановления сульфатов до серы или сероводорода, и в-третьих — метаногены. То есть даже в те далёкие времена уже существовали почти все основные современные биохимические циклы.
Однако все три цикла изрядно различаются между собой и вряд ли микробы, следы деятельности которых нашли учёные, жили в одно время в одном месте. Так, фотосинтезирующие бактерии, разумеется, нуждались в свете и скорее всего, обитали близко к поверхности воды. А вот метаногенам и сульфатредуцентам свет был совершенно ни зачем не нужен, а вот производимый фотосинтетиками кислород был для них крайне ядовит, так что они как раз старались держаться у дна.
Ещё недавно, кстати, само существование жизни в столь ранние времена считалось дискуссионным — уж больно мало времени прошло после окончания метеоритных бомбардировок и формирования планеты как таковой. Сейчас же в этом уже никто не сомневается, но вопросы не только остаются — их становится больше.
Так, коль скоро фотосинтез был «изобретён» так рано, то куда девался вырабатываемый в его ходе кислород? Судя по геологическим данным, на накопление заметного количества кислорода в атмосфере, хотя бы половины от его нынешнего содержания, ушёл ещё как минимум миллиард лет. По всей вероятности, вся эта прорва кислорода была потрачена на окисление земной коры.
2 минуты
28 января 2024
113 читали