Життя на ранній Землі могло бути набагато складнішим, ніж вважалося. Дослідники за підтримки NASA знайшли докази того, що мікроорганізми, які жили приблизно 3,7 мільярда років тому, вже використовували молібден для важливих біохімічних реакцій.
Це особливо цікаво тому, що в океанах молодої Землі цього металу було надзвичайно мало. Нове дослідження, опубліковане в Nature Communications, стало першим, яке показало настільки раннє використання молібдену живими організмами.
Навіщо життю потрібен молібден?
Сьогодні молібден входить до складу ферментів, які допомагають клітинам проводити важливі реакції з вуглецем, азотом і сіркою. Зокрема, він відіграє значну роль у процесах, пов’язаних із азотним циклом.
Без таких ферментів необхідні реакції могли б відбуватися природним шляхом, але настільки повільно, що нормальне життя було б практично неможливим. За словами дослідників, момент появи молібдену в біохімії фактично допомагає зрозуміти, коли деякі ключові метаболічні стратегії стали доступними для ранніх організмів.
Металу майже не було, але життя ним користувалося
На сучасній Землі молібден є достатньо поширеним, проте мільярди років тому ситуація була зовсім іншою. Геологічні дані свідчать, що в давніх океанах його концентрація була дуже низькою.
Згодом, із поширенням фотосинтезу, кількість молібдену в довкіллі почала зростати. Приблизно 2,45 мільярда років тому відбулася Велика киснева подія — різке збільшення вмісту кисню в атмосфері, яке суттєво змінило умови для розвитку життя.
Раніше вчені припускали, що до цього періоду мікроорганізми могли використовувати інші метали, наприклад вольфрам. Він має подібні властивості й досі використовується деякими організмами, що живуть у надзвичайно суворих умовах.
Однак нове дослідження показує, що молібден не обов’язково прийшов на зміну вольфраму пізніше. Обидва метали могли використовуватися найдавнішими мікроорганізмами ще тоді, коли їх було дуже мало.
Дослідники зіставили дані про доступність молібдену в різні періоди історії Землі з еволюційною історією його використання живими організмами. Результат виявився несподіваним: раннє життя знаходило спосіб використовувати доступні навіть у мізерних кількостях ресурси. Це відкриття допомагає краще зрозуміти, як перші організми пристосовувалися до хімічно зовсім іншої планети — і які біохімічні механізми могли стати основою подальшої еволюції життя.