Преди около 2,3 милиарда години Земята претърпя драматична промяна, известна като Великото окисляване. Нивата на кислород в атмосферата рязко се повишиха, което създаде условия за развитието на нови форми на живот. Но този процес постави съществуващите организми пред огромно предизвикателство – те трябваше да се адаптират към коренно различна атмосфера или да изчезнат.

Прозорец към древната екология

За да разберат как микроорганизмите са успели да оцелеят през този критичен период, група учени проведоха експедиция в Япония. Те изследваха пет горещи извора, богати на желязо, които според тях представляват „прозорци към древната микробна екология.“

Тези извори бяха избрани, защото имитират океанската среда по време на Великото окисляване. Характеристиките им включват:

• Високо съдържание на двувалентно желязо
• Ниски нива на кислород
• Почти неутрално pH

„Тези богати на желязо горещи извори предоставят уникална естествена лаборатория за изучаване на микробния метаболизъм при условия, подобни на ранната Земя,“ обясни Шон Макглин, един от авторите на изследването.

Желязото – ключът към оцеляването

Учените от Института по науки за Земята и живота и Института по наука в Токио направиха забележително откритие. В четири от петте изследвани извора доминиращи бяха бактерии, окисляващи желязо. Двувалентното желязо служеше като основен енергиен източник за тези организми.

Интересно е, че цианобактериите – микроорганизми, произвеждащи кислород – се срещаха много рядко в тези екосистеми.

„Нашите резултати показват, че при наличие на двувалентно желязо и ограничен кислород, общности от микроаерофилни железни окислители, кислородни фототрофи и анаероби последователно съжителстват и поддържат забележително сходни и завършени биогеохимични цикли,“ каза Фатима Ли-Хау, съавтор на изследването.

Неочакваното изключение

Петият горещ извор обаче показа напълно различни резултати. Там доминираха метаболизми, които не се основават на желязо, което представлява интересна аномалия в изследването.

Значение за науката

Въпреки това изключение, учените смятат, че откритията им хвърлят светлина върху ранните земни екосистеми. Те предполагат, че древните микроорганизми са черпили енергия от окисляването на желязо и кислорода, произведен от ранни фототрофни организми.

Тези находки не само помагат да разберем как животът на Земята е преживял една от най-драматичните си трансформации, но също така предоставят ценна информация за това как може да се формира живот на други планети с подобни условия.