Предложена новая теория о том, как океанические микробы и минералы могли насытить Землю кислородом

Живые организмы на Земле делятся на потребителей и производителей кислорода. Этот баланс поддерживает уровень кислорода в атмосфере Земли на уровне 21%. Однако в первые миллиарды лет существования Земли кислород был достаточно дефицитным. Ученые долгое время задавались вопросом о том, откуда кислорода стало поступать неожиданно больше, чем браться.

Исследователи отмечают, что в глубинах океанов микробы используют кислород для расщепления органических веществ. У ученых появилась гипотеза о том, что микроорганизмы могли лишь частично окислить органическое вещество, и тогда велика вероятность того, что его остатки химически свяжутся с минералами в океанических отложениях. Такое условное захоронение кислорода не даст органическому веществу полностью окислиться, и кислород постепенно накопится в воде, прежде чем улетучиться в атмосферу.

Исследователи предположили, что существует некий микробный метаболизм, благодаря которому производится частично окисленное органическое вещество. Для изучения была выбрана группа бактерий SAR202, которая частично окисляет органические вещества в глубоких океанах. Проследив генетическую линию этого микроорганизма, ученые обнаружили, что он существовал миллиарды лет назад, когда не Земле еще не было достаточного уровня кислорода. Кроме того, было отмечено, что скачки уровня кислорода на древней Земле совпадают с распространением этого микроба. Так по мере распространения способности частично окислять органические материалы среди микробов происходило и повышение уровня кислорода в атмосфере. Когда кислород стал более доступным, это способствовало диверсификации аналогичных окислительных метаболизмов у других микробов.

«Это может показаться нелогичным: окислительные метаболические процессы, в конце концов, потребляют кислород. Но потенциально важная положительная обратная связь заключается во взаимодействии продуктов окисленного метаболизма с минералами в осадочных породах», – отмечают авторы.

Кислород долгое время сохранялся в глубинах океанов и стимулировал накопление кислорода в океанах и атмосфере Земли. В какой-то момент, по мнению ученых, эта петля положительной обратной связи должна была уравновеситься на уровне 21 % кислорода в атмосфере. Это могло произойти, когда развилось достаточно форм жизни, чтобы начать потреблять этот элемент. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

Фото: pixabay.com