Delci železovega silicijevega dioksida v starodavni morski vodi so pomagali cianobakterijam oksigenirati Zemeljske oceane pred milijardami let

Delci Rodriguez Vs Norkis Batista (Junij 2019).

Anonim

Oksigenacija zemeljskega ozračja je bila deloma zahvaljujoč delcem železa in silicijevega dioksida v starodavni morski vodi, v skladu z novo študijo geomikrobiologov na Univerzi v Alberti. Toda ti rezultati rešujejo samo del te starodavne skrivnosti.

Zgodnji organizmi, imenovani cianobakterije, so s kisikovo fotosintezo proizvedli kisik, kar je povzročilo oksigenacijo zemeljskega ozračja. Ampak cianobakterije potrebujejo zaščito pred sončnim ultravijoličnim sevanjem, da se razvijejo. Tam pridejo tudi delci železa in silicijevega dioksida v starodavni morski vodi, po besedah ​​Aleksandre Mloszewske, nekdanjega doktorja znanosti. študent, ki je vodil raziskavo pod nadzorom profesorjev Kurta Konhauserja in Georgea Owttrima.

Raziskovalna skupina je zaznamovala učinek UV-stresa na cianobakterije in stopnjo sevanja skozi morski medij s kombinacijo mikrobioloških, spektroskopskih, geokemičnih in modelnih tehnik. Ugotovili so prisotnost visokih koncentracij silicijevega dioksida in železa v zgodnji morski vodi, dovoljeni za tvorbo delcev železa-silicijevega dioksida, ki so v daljšem časovnem obdobju ostali suspendirani v oceanu.

"Dejansko so delci železa in silicijevega dioksida delovali kot starodavno zaščito pred soncem za cianobakterije, ki jih ščitijo pred smrtonosnimi učinki neposredne izpostavljenosti UV-žarkom, " je pojasnil Konhauser. "To je bilo ključnega pomena za zgodnjo Zemljo, preden je bil vzpostavljen dovolj debel ozonski plašč, ki bi morskemu planktonu omogočil širjenje po vsem svetu, kot je danes."

Ampak to je le del zgodbe.

Owttrim je dejal, da je kopičenje atmosferskega kisika iz cianobakterij olajšalo razvoj kisika na osnovi dihanja in večceličnih organizmov, kar ostaja skrivnost, zakaj je bilo potrebno tako dolgo, da se je kisik trajno kopičil v ozračju po začetnem razvoju cianobakterij.

Medtem ko bi železovimi silicijevimi delci omogočili preživetje zgodnjih cianobakterij, bi UV sevanje še vedno preprečilo njihovo široko rast.

"Verjetno je, da zgodnje cianobakterije ne bi bile tako produktivne, kot so danes zaradi učinkov UV-stresa. Dokler akumulacija zadostnega kisika iz cianobakterij ni omogočila trajnejših sredstev za zaščito, kot je ozonski plašč, UV Stres je morda imel še pomembnejšo vlogo pri oblikovanju strukture prvih ekosistemov, "je pojasnil Mloszewska.

Nove ugotovitve pomagajo raziskovalcem, da razumejo, kako so na zgodnje cianobakterije vplivale visoke ravni sevanja na zgodnji Zemlji, pa tudi okoljska dinamika, ki je vplivala na zgodovino oksigenacije našega ozračja.

"Te ugotovitve bi se lahko uporabile tudi kot študija primera, ki bi nam pomagala razumeti potencial za nastanek življenja na drugih planetih, na katere vplivajo povišane ravni UV sevanja, na primer kamnitih planetov velikosti Zemlje v bivalnih območjih bližnjega M-škrta zvezdnih sistemov, kot so TRAPPIST-1, Proxima Centauri, LHS 1140 in Ross 128 med drugim, "je dejal Mloszewska.

Raziskava je potekala v sodelovanju s kolegi na Univerzi v Tuebingenu in Univerzi Yale, podprt pa je bil z Nacionalnim znanstvenim in raziskovalnim svetom Kanade ter z astronomskim institutom NASA Alternative Earths.

V publikaciji Nature Communications je objavljen članek »UV-sevanje, ki omejuje širitev cianobakterij v zgodnjih morskih fotičnih okoljih«.

menu
menu