Кубанский государственный технологический университет

Кислород был на Земле задолго до «глобального окисления»

19-10-2011
Эксперимент подтверждает возможность существования кислорода на Земле за 300 млн лет до «глобального окисления». Доказательства представили ученые из Массачусетского технологического университета.

Сегодня кислород занимает 21% в составе земной атмосферы, но в самый ранний период истории Земли он почти отсутствовал в ней. Долгое время считалось, что первый скачок содержания кислорода в атмосфере произошел около 2,3 млрд лет назад в период так называемого «глобального окисления», или «великой кислородной катастрофы».

Некоторое время назад ученые находили свидетельства, позволяющие отнести появление значимых объемов кислорода на более ранний период. В частности, в породе возрастом 2,4–2,5 млрд лет были найдены капли нефти, а этот продукт мог сформироваться только в присутствии кислорода.

Новые исследования показывают, что примерно 2,6 млрд лет назад в земном океане действительно могли существовать «кислородные оазисы»

Кроме того, были найдены ископаемые стероиды, на 100–200 млн лет древнее нефти. Они также требуют наличия кислорода для своего формирования. Однако при раскопках в других местах стероиды обнаружены не были, в результате чего возник научный спор о датировке находки.

Новые исследования показывают, что примерно 2,6 млрд лет назад в земном океане действительно могли существовать «кислородные оазисы». Ученые МТИ обнаружили, что дрожжи – организм, который способен выжить и без кислорода – могут производить ключевые кислород-зависимые компоненты даже при незначительном количестве молекул этого газа.

Вполне вероятно, считают исследователи, что предки современных дрожжей вели себя так же и довольствовались самыми низкими концентрациями кислорода. Таким образом, эти аэробные организмы могли существовать и производить стерины (природные спирты, относящиеся к стероидам).

Для проверки гипотезы они использовали современные дрожжи. В присутствии кислорода они используют его в сочетании с сахаром для производства эргостерина и роста. Без кислорода дрожжи могут расти, но для этого им нужен источник эргостерина. Один из авторов работы, бывший аспирант МТИ Якоб Вальдбауэр давал дрожжам, лишенным кислорода, меченые изотопом углерода эргостерин и глюкозу. В процессе эксперимента постепенно добавлялся кислород.

Выяснилось, что порог, после которого дрожжи переключаются с анаэробной деятельности на аэробную – с потребления стерина на его синтез – это исчезающее малые количества кислорода. Результаты говорят о том, что в океанах могли быть кислородные оазисы за 300 млн лет до того, как кислород попал в атмосферу. Это дает ученым почву для построения гипотез о формировании ранней жизни на Земл