Небиологический фотосинтез с участием неорганических полупроводниковых минералов Земли

Ученые из Пекинского университета (Китай) в исследовании, опубликованном в журнале Earth Science Frontiers, сместили фокус изучения фотосинтеза с растений и бактерий на горные породы и вещества так называемой «минеральной мембраны» Земли. Они предполагают, что такие широко распространенные полупроводниковые минералы, как бирнессит, гетит и гематит, способны поглощать энергию солнечного света и направлять её на проведение химических реакций.

Этот неклассический механизм фотосинтеза может катализировать процессы, аналогичные биологическому фотосинтезу цианобактерий: эволюцию кислорода и фиксацию углерода. Более того, минералы могут выступать фотокатализаторами для расщепления воды и преобразования атмосферного CO₂ в карбонаты. Совокупность этих процессов могла сыграть ключевую роль на ранней Земле, изменяя атмосферные и морские условия для эволюции первых форм жизни.

Важно отметить структурное сходство бирнессита с Mn₄CaO₅-комплексом — ядром фотосинтезирующих систем современных организмов. Ведущий автор работы доктор Анхуай Лу поясняет: «Наше исследование в этой новой области показывает, что минералы и организмы неразделимы». Ученые полагают, что примитивные бактерии изначально зависели от минералов для преобразования солнечной энергии, а затем в ходе эволюции включили их структурные аналоги в свои клеточные системы. Понимание этих процессов не только раскрывает тайны эволюции жизни, но и открывает пути для создания эффективных технологий получения солнечной энергии.