Исследование в озере Верхнее раскрывает, как сера могла циркулировать в древних океанах Земли

Геохимик Александра Филлипс обнаружила новый тип цикла серы в водах озера Верхнее. Это открытие, опубликованное в журнале Limnology and Oceanography, проливает свет на роль органических соединений серы в биогеохимических процессах и может служить аналогом для понимания серного цикла в древнем океане Земли около 3 миллиардов лет назад.

Это важно, потому что современные океаны богаты сульфатом (SO₄), в то время как в древности его было крайне мало. Ученые давно задавались вопросом, откуда древние микробы, существовавшие 3 миллиарда лет назад, получали серу для своего метаболизма. Озеро Верхнее, где сульфата почти в тысячу раз меньше, чем в современном океане, предоставляет уникальную модель для изучения процессов в бедной сульфатом среде. "Понимание ранней Земли требует изучения процессов, которые проявляются при дефиците сульфата, и именно здесь органическая сера может изменить всю парадигму", — отмечает старший автор работы Сергей Кацев.

Используя методы метагеномики и лабораторные эксперименты, команда определила, какие микробы ответственны за восстановление сульфата, и выяснила, что они предпочитают в качестве источника серы сульфолипиды, а не серосодержащие аминокислоты. Более того, исследователи обнаружили, что образующийся сероводород (H₂S) в больших количествах связывается с органическим веществом, снова образуя органическую серу. "Этот цикл — от органической серы к сульфату, затем к сероводороду и обратно — совершенно нов для исследователей", — говорит Александра Филлипс. Этот процесс может быть ключом к пониманию того, как ранние формы жизни использовали серу в своих метаболических процессах.