Токсичные океаны могли задержать распространение сложной жизни

Новая модель предполагает, что непригодные для жизни воды, богатые сероводородом, могли задержать распространение сложных форм жизни в древних океанах. Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature Communications, рассматривает состав океанов 550–700 миллионов лет назад и показывает, что бедные кислородом токсичные условия, возможно, задержавшие становление сложной жизни, контролировались биологической доступностью азота.

В отличие от современных океанов, данные по древним породам указывают, что глубинные океаны ранней Земли содержали мало кислорода и переключались между состоянием, богатым железом, и токсичным состоянием, богатым сероводородом. Последнее токсичное сульфидное состояние вызывается бактериями, выживающими в условиях низкого содержания кислорода и нитратов. Исследование показывает, как бактерии, использующие нитраты в метаболизме, вытеснили бы менее энергетически эффективные бактерии, производящие сульфид, — это означает, что присутствие нитратов в океанах предотвращало накопление токсичного сульфидного состояния.

Модель, разработанная исследователями из Университета Эксетера совместно с Plymouth Marine Laboratory, Университетом Лидса, UCL (Университетский колледж Лондона) и Университетом Южной Дании, раскрывает чувствительность ранних океанов к глобальному циклу азота. Она показывает, как доступность нитратов и обратные связи в глобальном цикле азота контролировали переключение океанов между двумя бескислородными состояниями, потенциально ограничивая распространение ранней сложной жизни.

Доктор Ричард Бойл из Университета Эксетера отметил: «Данные по современному океану предполагают, что даже в бедном кислородом океане это кажущееся глобальное чередование сульфидных и не-сульфидных условий трудно достичь. Мы показали здесь, как обратные связи, возникающие из-за того, что жизнь использует нитрат и как питательное вещество, и для дыхания, контролировали чередование двух состояний океана. Пока сульфидные условия оставались частыми, океаны Земли были непригодны для сложной жизни».