Дышите азотом
Источник: NASA

Источник: NASA

Жизнь на Земле может оказаться на миллиард лет древнее

Анализ пород, возраст которых оценивается в 2,75–3,2 млрд лет, позволил обнаружить следы фиксации атмосферного азота — одного из ключевых биохимических процессов, присущих жизни.

Жизнь не нуждается в кислороде — множество современных микроорганизмов прекрасно себя чувствует в анаэробных условиях. Пока фотосинтез не наполнил этим активным газом почву, океан, а затем и атмосферу, вся жизнь на Земле была «бескислородной» и плохо переносила его присутствие. А вот без азота, необходимого для построения аминокислот и нуклеотидов, жизнь в известных нам формах невозможна.

Атмосфера Земли с древнейших времен была богата этим газом. Однако молекулярный азот — соединение весьма инертное, прочное, и «извлекать» его способны лишь избранные. Необходимые для этого ферментативные системы имеются только у некоторых азотфиксирующих микроорганизмов, бактерий и архебактерий (которые, как правило, ведут анаэробный образ жизни).

Сегодня это одни из самых старых жителей Земли: свидетельства биологической фиксации атмосферного азота обнаруживаются в самых древних породах. Считается, что азотфиксация, которая позволила жизни стать действительно массовым явлением на нашей планете, появилась еще около 2 млрд лет назад. По крайней мере, на промежуток между 1,5 и 2,2 млрд лет указывает анализ генов, кодирующих фиксирующие азот ферменты.

Однако и эта цифра может оказаться преуменьшенной. Новые данные позволяют отнести азотфиксацию на 3,2 млрд лет в прошлое — напомним, что возраст самой Земли оценивается в 4,5 млрд лет.

«Принято было считать, что ранняя биосфера была исключительно "хилой", с трудом выживая на поверхности негостеприимной планеты, и что по-настоящему окрепла и расцвела она лишь с появлением азотфиксации, — сказал один из авторов исследования, профессор Университета штата Вашингтон Роджер Бьюик (Roger Buick). — Однако наша работа демонстрирует, что даже самая ранняя жизнь не испытывала недостатка в азоте, и уже тогда было возможно существование масштабной и разнообразной биосферы».

Бьюик и его коллеги провели анализ 52 образцов осадочных пород, собранных на территории северо-востока современной Австралии и в Южной Африке. Возраст этих образцов составил от 2,75 до 3,2 млрд лет, и сформировались они в море, на шельфе древнего континента. Cудя по соотношению в них различных изотопов азота, уже в ту незапамятную эпоху жизнь была способна к фиксации этого газа из воздуха.

Ни одна абиогенная реакция, которая приводила бы к столь интенсивному накоплению атмосферного азота в осадочных породах, сегодня не известна — насколько можно судить, на это способна лишь жизнь. Для восстановления молекулярного азота требуется разорвать прочную тройную связь, связывающую два его атома, и лишь затем соединить их в молекулу, более подходящую для «усвоения» клеткой — в ион аммония, цианид или оксид.

В азотфиксирующих микроорганизмах эту задачу выполняет целый каскад достаточно сложных ферментов, содержащих ионы железа и молибдена. Интересно, что на молибден указали и свидетельства, обнаруженные Роджером Бьюиком и его командой в древнейших породах. Трудно сказать, где могли получать этот металл микробы того времени. После появления свободного кислорода тот стал окислять молибден, превращая его в водорастворимые формы, однако на ранней Земле он должен был иметься в дефиците.

Авторы предполагают, что в ту пору в биосфере могла существовать сложная взаимовыгодная связь между одноклеточными организмами, обитавшими в плотных пленках — «матах». Одни из них выделяли кислород, который делал доступным молибден, а вторые использовали молибден для фиксации азота — для общей пользы.

Собчак заполнил анкету «вождя народов» Далее в рубрике Собчак заполнил анкету «вождя народов»19 февраля, в день 15-й годовщины смерти Анатолия Собчака, в Санкт-Петербурге будет представлена книга бывшего мэра города «Сталин. Личное дело»

Комментарии

20 февраля 2015, 08:24
Современной цивилизации всего несколько тысяч лет. Откуда нам знать вообще, кто до нас жил на планете Земля? Может быть, здесь сменились сотни таких же цивилизаций, как наша, или даже более развитых.
20 февраля 2015, 15:45
Ну, есть же всякие анализы, мы находим окаменелости и по их возрасту судим кто обитал на земле в то или иное время.
20 февраля 2015, 12:04
А как же инопланетяне?
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Расширяйте круг интересов!
Мы пишем об истории, обороне, науке и многом другом. Подписывайтесь на «Русскую планету» в соцсетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»