Ученые назвали механизмы получения энергии древними микроорганизмами
Учёные из Токийского института науки под руководством Фатимы Ли-Хау и доцента Шона МакГлинна впервые выявили источник древней жизни на Земле. Их исследование показало, что в условиях, напоминающих первобытные океаны, микробные сообщества использовали железо и небольшие количества кислорода, выделяемого фотосинтезирующими цианобактериями, для получения энергии. Работа, опубликованная в журнале Microbes and Environments, проливает свет на переходный этап, когда побочный продукт фотосинтеза стал новым источником топлива для жизни.
Великий кислородный сдвиг, произошедший около 2,3 миллиарда лет назад, ознаменовал активное производство кислорода цианобактериями, что радикально изменило состав атмосферы и биосферы, создав условия для появления животных и растений. Для древних анаэробных организмов кислород оставался токсичным фактором, создавая новые вызовы для выживания.
Для имитации условий древних океанов исследователи изучили пять горячих источников в Японии, расположенных в Токио, Аките и Аомори. В этих источниках вода содержала большое количество растворённого закисного железа (Fe²⁺) при низком уровне кислорода, что соответствовало химическим условиям первобытных океанов.
В четырёх из пяти источников преобладали микроаэрофильные железоокисляющие бактерии, которые преобразовывали Fe²⁺ в Fe³⁺, используя железо как источник энергии. Наряду с ними присутствовали фотосинтезирующие цианобактерии, но в меньшем количестве. Только один источник отличался по составу, где доминировали микробы с иной метаболической стратегией.
Метагеномный анализ позволил собрать более 200 геномов микробов. Учёные установили, что часть микроорганизмов использовала железо и кислород, тогда как другие осуществляли ключевые процессы круговорота углерода, азота и серы. Особый интерес вызвало обнаружение генов серного цикла, несмотря на почти полное отсутствие серы в воде источников, что указывает на скрытые метаболические пути.
Результаты исследования не только раскрывают механизмы древней жизни на Земле, но и расширяют горизонты поиска внеземных экосистем. Планеты с железистыми океанами и низким уровнем кислорода могут быть потенциально обитаемыми, если на них существуют микробные сообщества с аналогичными стратегиями метаболизма.
Великий кислородный сдвиг, произошедший около 2,3 миллиарда лет назад, ознаменовал активное производство кислорода цианобактериями, что радикально изменило состав атмосферы и биосферы, создав условия для появления животных и растений. Для древних анаэробных организмов кислород оставался токсичным фактором, создавая новые вызовы для выживания.
Для имитации условий древних океанов исследователи изучили пять горячих источников в Японии, расположенных в Токио, Аките и Аомори. В этих источниках вода содержала большое количество растворённого закисного железа (Fe²⁺) при низком уровне кислорода, что соответствовало химическим условиям первобытных океанов.
В четырёх из пяти источников преобладали микроаэрофильные железоокисляющие бактерии, которые преобразовывали Fe²⁺ в Fe³⁺, используя железо как источник энергии. Наряду с ними присутствовали фотосинтезирующие цианобактерии, но в меньшем количестве. Только один источник отличался по составу, где доминировали микробы с иной метаболической стратегией.
Метагеномный анализ позволил собрать более 200 геномов микробов. Учёные установили, что часть микроорганизмов использовала железо и кислород, тогда как другие осуществляли ключевые процессы круговорота углерода, азота и серы. Особый интерес вызвало обнаружение генов серного цикла, несмотря на почти полное отсутствие серы в воде источников, что указывает на скрытые метаболические пути.
Результаты исследования не только раскрывают механизмы древней жизни на Земле, но и расширяют горизонты поиска внеземных экосистем. Планеты с железистыми океанами и низким уровнем кислорода могут быть потенциально обитаемыми, если на них существуют микробные сообщества с аналогичными стратегиями метаболизма.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
