Древние породы зафиксировали первое свидетельство фотосинтеза, производившего кислород
Новое исследование показывает, что железосодержащие породы, сформировавшиеся на дне океана 3,2 миллиарда лет назад, несут недвусмысленные следы присутствия кислорода. Единственным логичным источником этого кислорода является самый ранний из известных примеров фотосинтеза живых организмов, считают геологи из Университета Висконсин-Мэдисон.
Это открытие отодвигает дату появления кислородного фотосинтеза почти на 400 миллионов лет раньше, чем считалось до недавнего времени. Согласно общепринятой ранее точке зрения, кислород был редкостью до «великого кислородного события» 2,4–2,2 миллиарда лет назад. Образцы пород, изученные командой, происходят из геологически стабильного региона в Восточной Южной Африке.
Наиболее вероятным кандидатом на роль источника кислорода, обнаруженного в оксидах железа, являются цианобактерии — примитивные фотосинтезирующие организмы, жившие в древнем океане. Исследователи проанализировали изотопы железа в породе типа джаспер, состоящей из оксида железа и кварца. Они обнаружили, что зернистая порода, образовавшаяся на мелководье, содержит «ржавый» оксид железа, для формирования которого требовалось значительно больше кислорода, чем для тонкозернистых глубоководных отложений. Эти визуальные данные были подтверждены измерениями изотопов железа.
«Мы пытаемся определить возраст, когда начался кислородный фотосинтез бактерий», — говорит соавтор Брайан Берд. Независимым подтверждением послужило изучение урана и продуктов его распада в образцах, которое показало, что уран попал в породу 3,2 миллиарда лет назад. Хотя концентрация кислорода в мелководном океане того времени оценивается всего в 0,1% от современного уровня, само его присутствие является ключевым признаком.
Как отмечает профессор Кларк Джонсон, как только жизнь обрела кислородный фотосинтез, её энергоснабжение стало практически неисчерпаемым, что создало огромное эволюционное преимущество. Исследование финансировалось NASA и опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.