Prvé mikróby Zeme na udržanie života používali namiesto kyslíka arzén

Kľúčovou zložkou kyslíkového cyklu je to, čo používajú rastliny a niektoré druhy baktérií

slnečnému žiareniu, vode a CO2, ktoré ich premieňajú nauhľohydráty a kyslík, ktoré potom cirkulujú a využívajú iné organizmy využívajúce kyslík. Tento kyslík slúži ako nosič pre elektróny, ktoré ich prijíma a odovzdáva v metabolických procesoch. Počas prvých 1,5 miliardy rokov života na Zemi však chýbal kyslík a vedci nerozumeli tomu, ako fungujú všetky systémy na Zemi, uviedol hlavný autor štúdie, profesor námorníctva a geovedy z UCLA Peter Vischer.

Teórie o tom, ako prebieha životfungovali pri absencii kyslíka, väčšinou sa spoliehali na vodík, síru alebo železo ako na prvky, ktoré prenášajú elektróny, aby uspokojili metabolické potreby organizmov.

Ako vysvetľuje Vischer, tieto teórie sú sporné;napríklad fotosyntéza je možná so železom, ale vedci o tom nenachádzajú nijaké dôkazy vo fosílnom zázname pred kyslíkom asi pred 2,4 miliardami rokov. Uvádza sa vodík, ale energia a konkurencia vodíka medzi rôznymi mikróbmi ukazujú, že to nie je možné.

Arzén je ďalšou teoretickou možnosťou adôkazy o tom sa našli v roku 2008. Visscher tvrdí, že nové dôkazy prišli v roku 2014, keď spolu s kolegami našli pred miliardami rokov dôkazy o fotosyntéze na základe arzénu. Na ďalšie potvrdenie svojej teórie museli vedci nájsť moderný analóg pre štúdium biogeochémie a obratu prvkov.

Náročný aspekt práce s fosílnymi záznamami,najmä také staré, ako sú niektoré stromatolity, je to, že ich je málo kvôli cirkulácii hornín pri pohybe kontinentov. Prelom však nastal, keď tím objavil aktívneho mikrobiálneho partnera, ktorý v súčasnosti existuje v drsnom prostredí v Laguna la Brava v čilskej púšti Atacama.

Tieto rohože neboli doteraz študované, ale predstavujúje nadpozemský súbor podmienok podobných tým na ranej Zemi. Rohože sú v jedinečnom prostredí, ktoré ich necháva v permanentnom stave bez obsahu kyslíka vo vysokých nadmorských výškach, kde sú vystavené denným výkyvom teploty a vysokému UV žiareniu. Slúžia ako silný a informačný nástroj na pochopenie života na ranej Zemi.

Vedci začali pracovať v Čile, kde objavilikrvavo červená rieka. Červené usadeniny sú zložené z anoxogénnych fotosyntetických baktérií. Táto voda obsahuje aj veľa arzénu. Obsahuje sírovodík, ktorý je sopečného pôvodu a veľmi rýchlo preteká po rohožiach. Vedci vysvetľujú, že tu nie je absolútne žiadny kyslík.

Tím vedcov ukázal, že rohože vytvárajúuhličitanové usadeniny a nová generácia stromatolitov. Uhličitanové materiály tiež preukázali cyklovanie arzénu - slúži ako nosič elektrónov, čo dokazuje, že mikróby ho aktívne metabolizujú, podobne ako kyslík v moderných systémoch. Visher hovorí, že tieto objavy spolu s fosílnymi dôkazmi poskytujú jasný údaj o počiatočných stavoch Zeme.

Prečítajte si tiež

V ére ekosystémov: ako sa obri IT menia na rozhranie nášho každodenného života

Ľadovec Doomsday sa ukázal byť nebezpečnejším, ako si vedci mysleli. Hovoríme to hlavné

GitHub nahradil výraz „master“ neutrálnym ekvivalentom