Ученые из Оксфордского университета назвали ключевой элемент для развития жизни на планете, и это – не кислород. Исследование показало, что эволюция живых существ на ранней Земле была бы невозможна без железа, сообщает PNAS.
Железо необходимо для жизнедеятельности практически всех известных организмов. Оно доставляет кислород клеткам, позволяет генерировать энергию, воспроизводить ДНК и экспрессировать гены.
В первые дни существования на Земле было много геологического железа, особенно в мантии и коре. Вероятно, его принесли многочисленные метеориты. Поскольку вещество могло растворяться в воде, оно также в изобилии присутствовало в океанах.
Но примерно 2,5 миллиарда лет назад на планете произошла так называемая Кислородная катастрофа. Ранние фотосинтезирующие организмы начали активно вырабатывать кислород, и он стал накапливаться в атмосфере.
Растворимого железа стало не хватать, и конкуренция за него между клетками усилилась. Древним организмам пришлось менять свои стратегии выживания. По мнению ученых, такие «битвы за железо» привели к скачку эволюции и появлению многоклеточных.
Чтобы захватить железо в видоизмененной форме, клеткам потребовалось развить небольшие органические молекулы, называемые сидерофорами. Сегодня почти все бактерии, растения и грибы имеют эти структуры, но миллиарды лет назад они представляли собой совершенно новое слово в эволюции.
Формы жизни с сидерофорами начали собираться вблизи ограниченного числа богатых железом геологических источников. Ученые пришли к выводу, что скученность неизбежно привела к «все более сложным взаимодействиям между клетками».
Организмам приходилось конкурировать друг с другом за железо, и это вполне могло вызвать экстремальные изменения в геномах и поведении клеток с течением времени. Последующий всплеск кислорода 500 млн лет назад усугубил эти процессы.
«Таким образом, зарождение земной жизни, возможно, началось с избытка железа, но только когда железа стало не хватать, эти формы жизни начали усложняться», – заключили эксперты.
Ранее ученые нашли окаменелости первых животных на Земле. Им более 600 миллионов лет.
Читайте также:
