Навукоўцы раскрылі таямніцу таго, як наша планета ўпершыню пачала «дыхаць»

Сёння складана ўявіць Зямлю без кіслароду, аднак мільярды гадоў таму ўсё было інакш.

Гісторыя Зямлі налічвае мільярды гадоў і на пачатку свайго шляху наша планета зусім не была такой, якой мы ведаем яе сёння. Мільярды гадоў таму кісларод пачаў з’яўляцца ў атмасферы планеты, змяняючы яе выгляд і адкрываючы шлях для развіцця складанага жыцця, піша SciTechDaily (пераклад — «Фокус»).

Аднак у гэтым раздзеле гісторыі Зямлі адбылося нешта цікаўнае: назапашванне кіслароду затрымалася амаль на мільярд гадоў пасля таго, як цыянабактэрыі ўпершыню набылі здольнасць яго выпрацоўваць. Навукоўцы дагэтуль не ведаюць, што стала прычынай.

Вынікі новага даследавання прапануюць тлумачэнне, указваючы на тое, што ключавую ролю ў гэтым працэсе маглі сыграць нікель і мачавіна — два раней маладаследаваныя рэчывы, здольныя абмяжоўваць рост цыянабактэрый. Па меры паступовага змяншэння іх колькасці цыянабактэрыі квітнелі, выдзяляючы дастаткова кіслароду, каб справакаваць Вялікую кіслародную падзею.

Што стрымала павышэнне ўзроўню кіслароду на Зямлі?

Павышэнне ўзроўню кіслароду ў зямной атмасферы — адзін з ключавых паваротаў у гісторыі планеты, у выніку якога Зямля ператварылася ў месца, здольнае падтрымліваць складанае жыццё. Гэты значны зрух, вядомы як Вялікая кіслародная падзея (ВКП), адбыўся прыкладна 2,1–2,4 мільярда гадоў таму.

І тым не менш, нягледзячы на тое, што цыянабактэрыі ўжо сотні мільёнаў гадоў асвоілі фотасінтэз з утварэннем кіслароду, узровень кіслароду ў зямной атмасферы заставаўся вельмі нізкім на працягу доўгага часу. Гадамі навукоўцы спрабавалі разгадаць таямніцу гэтай затрымкі, вылучаючы розныя тэорыі. І ўсё ж адказ так і не быў знойдзены.

У новым даследаванні навукоўцы прапануюць новы погляд на гэтую загадку. Каманда з Інстытута планетарных матэрыялаў Універсітэта Окаяма засяродзілася на двух маладаследаваных фактарах: нікелі і мачавіне. Гэтыя рэчывы, відаць, адыгрывалі важную ролю ў рэгуляцыі росту цыянабактэрый і, як вынік, хуткасці вытворчасці кіслароду.

Паводле слоў вядучага аўтара даследавання, доктара Дылана Ратнаяке з Інстытута планетарных матэрыялаў Універсітэта Окаяма, у сваёй працы яны з калегамі імкнуліся зразумець, як крошачны мікраб — цыянабактэрыя — змог змяніць умовы планеты, зрабіўшы іх прыдатнымі для развіцця складанага жыцця, у тым ліку і нашага ўласнага.

Новая мадэль Вялікай кіслароднай падзеі

Каб зразумець, як гэтыя фактары ўплывалі на раннія экасістэмы, навукоўцы ўзнавілі асаблівасці архейскай Зямлі з дапамогаю двухэтапнага эксперыменту. Падчас першага эксперыменту каманда змяшала злучэнні амонію, цыяніду і жалеза, а затым падвергла іх уздзеянню ўльтрафіялетавага выпраменьвання, узнаўляючы высокія ўзроўні УФ-выпраменьвання, якія дасягалі паверхні Зямлі да ўтварэння азонавага пласта. Такім чынам навукоўцы імкнуліся вывучыць магчымасць натуральнага ўтварэння мачавіны — важнага азотзмяшчальнага злучэння, неабходнага для жыцця ў старажытных умовах.

Падчас другога эксперыменту культуры цыянабактэрый вырошчвалі ў умовах чаргавання святла і цемры, вар’іруючы ўтрыманне нікелю і мачавіны ў пажыўным асяроддзі. Навукоўцы вымяралі рост па аптычнай шчыльнасці і ўтрыманні хларафілу a, каб вызначыць, як гэтыя рэчывы ўплываюць на размнажэнне цыянабактэрый.

Аб’яднаўшы атрыманыя даныя, навукоўцы змаглі стварыць мадэль, якая тлумачыць, як кісларод назапашваўся ў зямной атмасферы. Паводле даследчыкаў, у раннім археі высокія канцэнтрацыі нікелю і мачавіны стрымлівалі квітненне цыянабактэрый, перашкаджаючы ўстойліваму выдзяленню кіслароду. Лічыцца, што менавіта гэта стала прычынай затрымкі Вялікай кіслароднай падзеі.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас charter97@gmail.com