Американские ученые из Мичиганского университета, Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе установили, что железо было самым ранним и единственным металлом, повлиявшим на развитие жизни на Земле. Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Мы утверждаем, что жизнь полагалась только на металлы, с которыми она могла взаимодействовать, а богатый железом ранний океан сделал другие переходные металлы, по сути, невидимыми», — отметила доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде Мичиганского университета Джена Джонсон.
По словам исследователей, железо преобладало в океанах Земли архейского эона (геологического периода), который начался около 4 млрд лет назад и длился примерно 1,5 млрд лет.
Конец архейского эона ознаменовался так называемым Великим событием оксигенации.
В это время жизнь развила способность осуществлять фотосинтез с образованием кислорода. Ученые полагают, что в течение следующего миллиарда земной океан превратился из богатого железом бескислородного моря в современный насыщенный кислородом водоем. Это также окислило закись железа Fe(II) до окиси Fe(III), сделав его нерастворимым.
Чтобы изучить потенциальное воздействие, команда разработала модель, которая обновила прогнозы концентраций определенных металлов, включая железо, марганец, кобальт, никель, медь и цинк, которые могли быть доступны в океанах Земли, когда зарождалась жизнь.
После того, как специалисты определили, какие металлы были доступны в ранних океанах, они исследовали, с какими металлами могли связываться простые биомолекулы. Оказалось, что молекулы взаимодействовали только с железом.
Когда железо окислилось и перестало быть биологически доступным, древним организмам пришлось переориентироваться на другие металлы, что в дальнейшем обеспечило разнообразие форм жизни.
Ранее ученые раскрыли тайну происхождения первых живых клеток на Земле.