вторник, 16 август 2011 г.

Получено е доказателство за съществуване на кислород на Земята милиони години преди "голямото окисление"

В ранната история на Земята кислородът практически отсъствал в турбулентната смес от първични газове. Всичко се изменило в резултат на кислородната катастрофа - голямото окисление, случилп се преди около 2,3 милиарда години, когато кислородът напълнил атмосферата и освободил пътя за сложните форми на живот.

Изследователи от Масачузетския технологичен институт представиха доказателства, че милиони години преди това глобално събитие кислородни оазиси вече са съществували в Световния океан.

Дрожди Candida albicans (Photo Science Library)

При лабораторни експерименти Якоб Валдбауер, Роджър Самонс и Диана Нюман открили, че дрождите (организъм, котйто може да оцелее и без кислород) са способни да произвеждат ключови кислород-зависими съединения даже при незначителен достъп до газа. Откритието заставя да се предположи, че ранните предци на дрождите са били също толкова находчиви и са можели да работят с всяко количество O2, циркулиращо в океана.

Получените резултати са важни за дебатите, разгорели се преди десетина години, когато геохимици се натъкнаха на утаечни скали, съдържащи изкопаеми стерини — най-важни компоненти в мембраните на някои клетки. За създаването на една молекула стерин (например холестерин) са нужни не по-малко от 10 молекули кислород, а вкаменелостите (ако са вярно датирани) са съществували 300 милинона години преди кислородната революция. Някои интерпретират находката като най-ранно свидетелство за присъствие на кислород на Земята. Други скали с аналогична възраст не дават същите резултати, затова много геолози се съмняват в този извод.

Г-н Валдбауер и неговите колеги предполагат, че може би кислородът наистина е присъствал на Земята 300 милиона години преди изпълването на атмосферата, но в много ниски концентрации, котито не са могли да оставят забележима следа в геоложкия летопис. Даже такива ниски нива от него вероятно са били достатъчни, за да хранят аеробни, произвеждащи стерини организми.

За проверка на хипотезата са били използвани дрождите: кислород в съчетание със захар им е нужен за синтез на ергостерин. Дрождите могат да растат и без кислород, ако има източник нз ергостерин. Учените поставили експеримента, за да определят най-ниската концентрация на кислород, която позволва на дрождите да превключат от анаеробна на аеробна дейност.

Дрождевите клетки били хранени със смес от основни ингредиенти, в това число ергостерин, а също глюкоза, белязана с въглерод-13. Без кислород дрождите с радост се хранели със стерин и не го синтезирали от нула. Когато, обаче, добавили неголямо количество кислород, станало превключване и дрождите запончали да го използват в съчетание с глюкоза за производството на собствени стерини. Достатъчно били изчезващо малки, наномолярни концентрации кислород. Може би много или всички еукариоти са способни да направят същото.

Изследователите предполагат, че производството и потреблението на кислород е започнало в океаните стотици милиони години преди атмосферата да види първи следи от този газ и по всяка вероятност първият кислород, произведен от синьо-зелени водорасли в процеса на фотосинтеза не толкова се е просмуквал в атмосферата, колкото се е употребявал от аеробни организми. Останалото, най-вероятно, се е поглъщало от желязото и сулфидите, които изригвали от подводните вулкани.

Няма коментари:

Публикуване на коментар