До кислорода всё живое на Земле дышало мышьяком

Микробные маты, которые превращаются в строматолиты, были в изобилии на Земле по крайней мере 3,5 миллиарда лет, однако в течение первого миллиарда лет их существования у этих образований не было кислорода для фотосинтеза. Как эти формы жизни выжили в таких экстремальных условиях, до сих пор неизвестно, но, изучая строматолитов и экстремофилов, живущих сегодня, исследователи выявили несколько возможных вариантов такого существования.

В то время как железо, сера и водород уже давно предлагались в качестве возможных заменителей кислорода, только после открытия «арсенотрофии» (Arsenicum — мышьяк, trophy — суффикс, обозначающий питание) в гиперсоленых озерах Сирлс и Моно в Калифорнии, мышьяк также стал возможным претендентом. С тех пор строматолиты формации Тумбиана в Западной Австралии показали, что улавливание света и мышьяка когда-то было действенным способом фотосинтеза в докембрийском периоде — чего нельзя сказать о железе или сере.

Только в прошлом году исследователи обнаружили в Тихом океане многочисленную форму жизни, которая также дышит мышьяком. Даже формы жизни в Ла Брава очень похожи на пурпурную серную бактерию под названием Ectothiorhodospira sp., которая недавно была обнаружена в богатом мышьяком озере в Неваде и которая фотосинтезирует, окисляя арсенит (неорганическое химическое соединение, имеющее в своём составе кислородсодержащие ионы мышьяка в степени окисления +3) в другую форму — арсенат.

Необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить, могут ли микробы Ла Брава метаболизировать ли также арсениты. Впрочем, уже сейчас первоначальные исследования демонстрируют, что вода, окружающая эти маты, насыщена сероводородом и мышьяком. Если авторы правы, и микробы Ла Брава действительно «дышат» мышьяком, эти формы жизни будут первыми, кто делают это в постоянно и полностью бескислородном микробном мате, подобном тому, что мы ожидаем в докембрийской среде.

Таким образом, эти маты — отличная модель для понимания некоторых из возможных ранних форм жизни на нашей планете.

В то время как геномные исследования показывают, что маты Ла Брава обладают инструментами для метаболизма мышьяка и серы, авторы говорят, что их эффективность преобразования арсената выше, чем эффективность преобразование сульфата. Несмотря на это, они говорят, что есть веские доказательства того, что оба метода существуют, и этого было бы достаточно для поддержания обширных микробных матов в первые дни жизни на Земле.

Если команда права, то учёным, возможно, придется расширить наши поиски форм жизни в другом месте.

Арсениты в действительности оказались большим, чем просто ядом.

_{Автор: Михаил Сысоев
Источник: https://nat-geo.ru}