První mikroby Země používaly k udržení života místo kyslíku arsen

Klíčovou složkou kyslíkového cyklu je to, co rostliny a některé druhy bakterií využívají

slunečním zářením, vodou a CO2 a přeměňuje je nauhlohydráty a kyslík, které jsou pak cirkulovány a využívány jinými organismy využívajícími kyslík. Tento kyslík slouží jako vehikulum pro elektrony, které je přijímá a vydává v metabolických procesech. Během prvních 1,5 miliardy let života na Zemi však chyběl kyslík a vědci nechápali, jak všechny systémy na Zemi fungovaly, uvedl hlavní autor studie, profesor námořních a geověd z UCLA Peter Vischer.

Teorie o tom, jak životní procesyfungoval v nepřítomnosti kyslíku, spoléhal se hlavně na vodík, síru nebo železo jako prvky, které přenášejí elektrony, aby uspokojily metabolické potřeby organismů.

Jak vysvětluje Vischer, tyto teorie jsou sporné;například fotosyntéza je možná se železem, ale vědci o tom ve fosilním záznamu před kyslíkem asi před 2,4 miliardami let nenašli žádný důkaz. Je zmíněn vodík, ale energie a konkurence vodíku mezi různými mikroby ukazují, že to není možné.

Arsen je další teoretická možnost, adůkazy o tom byly nalezeny v roce 2008. Visscher říká, že nový důkaz přišel v roce 2014, kdy on a jeho kolegové našli před miliardami let důkazy o fotosyntéze na bázi arzenu. Pro další potvrzení své teorie vědci potřebovali najít moderní analogii pro studium biogeochemie a obratu prvků.

Náročný aspekt práce s fosilním záznamem,zejména těch starých, jako jsou některé stromatolity, je, že je jich málo kvůli cirkulaci hornin při pohybu kontinentů. Průlom však přišel, když tým objevil aktivního mikrobiálního partnera, který v současné době existuje v drsném prostředí v Laguna la Brava v chilské poušti Atacama.

Tyto rohože nebyly dříve studovány, ale představujíje nadpozemská sada podmínek podobných těm na rané Zemi. Rohože jsou v jedinečném prostředí, které je ponechává ve stálém stavu bez obsahu kyslíku ve vysokých nadmořských výškách, kde jsou vystaveny každodenním výkyvům teploty a vysokému UV záření. Slouží jako silný a informativní nástroj pro pochopení života na rané Zemi.

Vědci začali pracovat v Chile, kde našlikrvavě červená řeka. Červené usazeniny jsou složeny z anoxogenních fotosyntetických bakterií. Tato voda obsahuje také hodně arsenu. Obsahuje sirovodík, který je sopečného původu a proudí velmi rychle přes rohože. Vědci vysvětlují, že zde není absolutně žádný kyslík.

Tým vědců ukázal, že rohože vytvářejíuhličitanové usazeniny a nová generace stromatolitů. Uhličitanové materiály také prokázaly cyklování arsenu - slouží jako nosič elektronů, což dokazuje, že mikroby jej aktivně metabolizují, jako kyslík v moderních systémech. Visher říká, že tato zjištění spolu s fosilními důkazy jasně ukazují rané stavy Země.

Přečtěte si také

V éře ekosystémů: jak se obři IT mění v rozhraní našeho každodenního života

Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc

GitHub nahradil termín „master“ neutrálním ekvivalentem