Prvi zemaljski mikrobi koristili su arsen umjesto kisika za održavanje života

Ključna komponenta ciklusa kisika jest ono što biljke i neke vrste bakterija koriste

sunčevu svjetlost, vodu i CO2, pretvarajući ih uugljikohidrata i kisika, koji zatim kruže i koriste drugi organizmi koji koriste kisik. Ovaj kisik služi kao prijenosnik elektrona, prima ih i odaje u metaboličkim procesima. Međutim, tijekom prvih 1,5 milijardi godina života na Zemlji, kisik je bio odsutan i znanstvenici nisu razumjeli kako svi sustavi na Zemlji funkcioniraju, rekao je glavni autor studije, profesor mora i geoznanosti s UCLA Peter Vischer.

Teorije o tome kako životni procesifunkcionirali su u odsutnosti kisika, uglavnom se oslanjali na vodik, sumpor ili željezo kao elemente koji nose elektrone da zadovolje metaboličke potrebe organizama.

Kao što Vischer objašnjava, te su teorije osporene;na primjer, fotosinteza je moguća sa željezom, ali istraživači ne nalaze dokaze o tome u fosilnim zapisima prije kisika prije oko 2,4 milijarde godina. Spominje se vodik, ali energija i konkurencija vodika između različitih mikroba pokazuju da to nije izvedivo.

Arsen je još jedna teoretska mogućnost, idokazi za to pronađeni su 2008. godine. Visscher kaže da su novi dokazi došli 2014. godine kada su on i njegovi kolege pronašli dokaze o fotosintezi utemeljenoj na arsenu prije milijardi godina. Da bi dodatno potvrdili svoju teoriju, istraživači su trebali pronaći suvremeni analog za proučavanje biogeokemije i prometa elemenata.

Izazovan aspekt rada s fosilnim zapisima,posebno takvih drevnih poput nekih stromatolita, jest da ih je malo zbog cirkulacije stijena dok se kontinenti kreću. Međutim, proboj je uslijedio kada je tim otkrio aktivnu mikrobiološku prostirku koja trenutno postoji u surovom okruženju u Laguni la Brava u čileanskoj pustinji Atacama.

Te prostirke nisu prethodno proučavane, ali predstavljajuje onostrani skup uvjeta sličnih onima na ranoj Zemlji. Prostirke su u jedinstvenom okruženju koje ih ostavlja u trajnom stanju bez kisika na velikim nadmorskim visinama, gdje su izložene svakodnevnim kolebanjima temperature i visokom UV zračenju. Služe kao moćno i informativno sredstvo za razumijevanje života u ranoj zemlji.

Znanstvenici su počeli raditi u Čileu, gdje su i pronašlikrvavo crvena rijeka. Crvene naslage sastoje se od anoksogenih fotosintetskih bakterija. Ova voda također sadrži puno arsena. Sadrži sumporovodik vulkanskog podrijetla i vrlo brzo teče preko prostirki. Ovdje apsolutno nema kisika, objašnjavaju znanstvenici.

Tim znanstvenika pokazao je da prostirke stvarajunaslage karbonata i nova generacija stromatolita. Karbonatni materijali također su pokazali da ciklus arsena kruži - on služi kao nosač elektrona, dokazujući da ga mikrobi aktivno metaboliziraju, poput kisika u modernim sustavima. Visher kaže da ovi nalazi, zajedno s fosilnim dokazima, daju jasan pokazatelj ranih stanja Zemlje.

Pročitajte i

U eri ekosustava: kako se IT divovi pretvaraju u sučelja naše svakodnevice

Ledenjak Doomsdaya pokazao se opasnijim nego što su znanstvenici mislili. Kažemo glavno

GitHub je izraz "master" zamijenio neutralnim ekvivalentom