Изучение микроорганизмов в горячих источниках Камчатки помогло ученым выяснить состав атмосферы древней Земли. Оказалось, что она содержала большое количество ядовитого угарного газа.
Ученые из Мичиганского университета под руководством профессора Альберта Колмана (Albert Colman) изучали микроорганизмы, которые населяют горячие источники кальдеры Узон. Эта огромная кальдера (ее диаметр достигает десяти километров) находится на Камчатке, на территории Кроноцкого заповедника, и славится разнообразием горячих источников. Колман обнаружил уникальное свойство этих микроорганизмов поглощать и выделять угарный газ.
Древние обитатели кальдеры
Команда профессора Колмана занималась изучением физиологии карбоксидотрофов – анаэробных бактерий, живущих в горячих источниках. Считается, что именно эти живые организмы господствовали на Земле в архее. «Мы изучали микробиологический состав этих источников, предположив, что именно такая среда была первичным местообитанием карбоксилотрофов. Там не было кислорода, а преобладал метан, водород и углекислый газ», -- говорит Колман.
В кальдере Узон ученые обнаружили несколько видов этих микроорганизмов. По словам Колмана, им удалось узнать удивительные подробности их физиологии. Оказалось, что они способны как поглощать, так и выделять ядовитый угарный газ. По мнению ученого, эта их особенность не могла не оказать влияния на состав древней атмосферы.
Атмосферу отравили
В самом начале своей истории атмосфера ранней Земли почти не содержала кислорода. Она состояла из паров воды, углекислого газа, сероводорода, метана. Но в протерозойскую эру примерно 2,4 миллиарда лет назад произошло событие, перевернувшее всю дальнейшую историю Земли – случилась кислородная революция. Тогда атмосфера постепенно стала насыщаться кислородом. «Это очень важный момент в истории Земли. Ведь насыщение атмосферы кислородом позволило развиваться живым организмам», -- говорит Колман.
Карбоксилотрофы, по словам ученого, процветали в эпоху, предшествующую кислородному взрыву. Их способность активно поглощать угарный газ уже была известна. Но оказалось, что они могут и выделять его.
«Наше исследование показывает, что сообщества микроорганизмов нельзя рассматривать только как поглотителей угарного газа. Они и поглощают, и выделяют этот газ -- это такая активная динамичная система», -- говорит ученый. Его расчеты показали, что концентрация угарного газа в атмосфере ранней Земли, до того как произошел кислородный взрыв, достигала одного процента. Это в десятки тысяч раз больше его содержания в современной атмосфере.
Такая среда могла оказаться токсичной для многих других микроорганизмов. Возможно, это существенно замедлило их эволюцию, считает Колман. «Другие микроорганизмы должны были как-то выживать в среде, богатой токсичным угарным газом и приобретать приспособительные черты. А для этого необходимо время», -- говорит ученый.
