Общество
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Новости
Общество
Общество

Дышите азотом

Жизнь на Земле может оказаться на миллиард лет древнее

Владимир Лактанов
1 мин

Источник: NASA

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.
темы
Новости партнеров
Реклама
Реклама
1 мин