Новые исследования говорят о бурном развитии жизни 3,5 млрд лет назад

бурном развитии жизни
Электронно-микроскопическое изображение микробных клеток, которые дышат сульфатом.
Фото: Гай Перкинс и Марк Эллисман, Национальный центр исследований в области микроскопии и визуализации.

Одним из важнейших вопросов остаётся как долго существует жизнь на Земле. Если она существует почти столько же сколько и сама планета, то это говорит о том, что жизнь легко зародилась. Поэтому и шансы распространения жизни во Вселенной довольно высоки. И наоборот шансы уменьшаются, если для возникновения жизни требуется много времени. 

Динозаврам, чьи кости представлены в музеях всего мира, предшествовали миллиарды лет жизни микробов. При этом микробы оставили некоторые физические доказательства своего присутствия в древних геологических записях. Они плохо окаменели, поэтому учёные используют другие методы для понимания их жизни и развития.

В настоящее время самое древнее свидетельство жизни микробов на Земле приходит к нам в виде стабильных изотопов. Многие изотопы радиоактивны и следовательно распадаются на другие элементы. Некоторые не подвергаются реакция, они известны как «стабильные» изотопы. Например, стабильные изотопы углерода включают углерод 12 и углерод 13.

Все живые существа, в том числе и люди принимают пищу и производят отходы. Микробы в основном питаются простыми соединениями, доступными в окружающей среде. Например, некоторые могут использовать диоксид углерода (CO2) в качестве источника углерода для создания своих собственных клеток. Природный СО2 имеет довольно постоянное соотношение от 12 ° С до 13 ° С. Однако 12CO 2 на 2% легче, чем 13CO 2 , поэтому 12CO 2молекулы диффундируют и реагируют немного быстрее.

Таким образом микробы становятся «изотопно-легкими», содержащими более 12 ° С, чем 13 ° С. Когда они умирают, остаются их останки в окаменелостях, при этом их стабильная изотопная сигнатура остаётся и её можно измерить. Изотопный состав (сигнатура) таких процессов может быть очень специфична для микробов, которые их производят.

Помимо углерода существуют и другие химические элементы, необходимые для живых существ. Например сера с 16 протонами имеет три естественных стабильных изотопа. Таким образом, изотопные структуры серы, оставленные микробами, фиксируют историю биологического метаболизма на основе серосодержащих соединений 3,5 миллиарда лет назад.

Новое исследования раскрывают первичный этап биологического контроля в микробном метаболизме серы. Это позволяет учёным связать метаболизм с изотопами, как метаболизм изменяет стабильные изотопные отношения. Микробный метаболизм сульфатов регистрируемый предполагает, что жизнь в древних океанах процветала 3,5 млрд лет назад. Эта работа открывает новую область исследований, которую доцент ELSI Шон МакГлинн называет «эволюционной и изотопной энзимологией».

Источник: Токийский технологический институт.

Похожие

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *