Японські вчені довели, що життя на Землі раніше існувало без кисню

Дослідники з Earth-Life Sci­ence Insti­tute (ELSI) в Японії запропонували нову модель виживання мікробних спільнот на ранній Землі, коли кисню в атмосфері майже не було, а для багатьох організмів він був токсичним. Вчені показали, що ключову роль могли відігравати бактерії, які окиснювали розчинене залізо за участі мінімальних доз кисню, вироблених фотосинтезувальними ціанобактеріями.

Команда під керівництвом Шона Макґлінна досліджувала гарячі джерела в Японії, які за геохімічними умовами нагадують давні океани періоду Великої кисневої події близько 2,3 млрд років тому. У більшості джерел домінували мікроаерофільні залізоокиснювальні бактерії, що отримують енергію, перетворюючи Fe²⁺ на Fe³⁺, тоді як ціанобактерії були присутні у меншій кількості.

На фотографії дослідниця Фатіма Лі-Хау готується до відбору проб води та осаду з гарячого джерела під час відливу. Автор: Нацумі Нода, ELSI

Метагеномний аналіз дозволив реконструювати понад 200 мікробних геномів і показав, що комбінація «залізо + дуже мало кисню» створювала умови для співіснування залізоокиснювачів, анаеробів та фотосинтезувальних мікробів. Це забезпечувало роботу циклів вуглецю й азоту, а також виявило генетичні сліди прихованого циклу сірки, навіть за її низької концентрації у середовищі.

Результати свідчать, що перехід від безкисневих океанів до кисневої біосфери міг відбуватися через проміжні екосистеми, де різні групи мікробів формували локальні рівні кисню та підтримували складні біогеохімічні процеси.

Автори наголошують, що такі «живі лабораторії» допомагають зрозуміти, як життя пережило одну з найбільших трансформацій в історії планети, а також можуть стати підказкою для пошуку позаземного життя в умовах, схожих на ранню Землю.