Японські науковці довели, що Земля пережила Великий кисневий вибух

Дослідники з Earth-Life Sci­ence Insti­tute (ELSI) знайшли нові підказки про те, як життя на ранній Землі пережило одну з найрадикальніших трансформацій у її історії — Великий кисневий вибух (Great Oxi­da­tion Event, GOE) близько 2,3 мільярда років тому. Свої висновки вони зробили, вивчаючи мікробні екосистеми у залізовмісних гарячих джерелах Японії, які відтворюють умови планети задовго до появи рослин і тварин.

GOE був спричинений діяльністю ціанобактерій, які завдяки фотосинтезу почали виробляти кисень. Для більшості анаеробних мікроорганізмів він виявився токсичним, і значна частина давнього життя загинула. Однак деякі мікроби змогли пристосуватися. Саме японські джерела, багаті на двовалентне залізо і з низьким рівнем кисню, дозволяють побачити, як могли виглядати екосистеми тих часів.

Команда під керівництвом Фатіми Лі-Хау дослідила п’ять таких джерел і виявила, що там домінують мікроаерофільні залізоокислювальні бактерії. Вони використовують залізо як джерело енергії — один із найдавніших відомих біологічних процесів. У менших кількостях у цих екосистемах присутні ціанобактерії та анаеробні організми. Така комбінація створює замкнені біогеохімічні цикли, що нагадують структуру стародавніх мікробних спільнот.

Неочікуваним відкриттям стала наявність «криптичного» сірчаного циклу: навіть за майже повної відсутності сполук сірки мікроби продовжували здійснювати процеси, схожі на її біологічний обіг. Це свідчить, що давнє життя могло використовувати обмежені ресурси значно ефективніше, ніж вважалося, відкриваючи двері до пошуку невідомих раніше метаболічних шляхів.

За словами дослідників, такі гарячі джерела — «живі лабораторії», що дозволяють реконструювати умови Землі мільярди років тому. Отримані знання важливі не лише для розуміння історії нашої планети, але й для пошуку життя поза нею, зокрема на Марсі чи на крижаних супутниках Юпітера й Сатурна, де можуть існувати схожі екстремальні середовища.