Холодное дело: сибирские горячие источники раскрывают древнюю экологию

Исследователь из Чикагского университета Альберт Колман проверяет теорию о важной роли экзотических бактерий, не зависящих от кислорода, в формировании состава ранней атмосферы Земли. Работу он ведет в обжигающих горячих источниках вулканической кальдеры Узон на полуострове Камчатка. Ученый обнаружил, что местные бактерии не только потребляют, но и производят угарный газ (CO), что является неожиданным поворотом для реконструкции эволюции древней атмосферы.

Это открытие важно для понимания химии атмосферы и климата в архейский эон, предшествовавший Великому кислородному событию (2.3–2.5 млрд лет назад). Ранее модели предполагали, что примитивная биосфера была единственным поглотителем CO, образующегося вблизи поверхности от ультрафиолетового расщепления CO₂. Однако работа Колмана показывает, что микробные сообщества представляют собой динамический цикл — они и производят, и потребляют CO. Его расчеты указывают, что концентрация CO в атмосфере того времени могла достигать почти 1%, что в десятки тысяч раз выше современных значений и могло влиять на уровни мощного парникового газа — метана, а также создавать токсичные условия, оказывая эволюционное давление на раннюю биосферу.

«Мы нацелились на геотермальные поля, полагая, что они окажутся основной средой обитания карбоксидотрофов из-за выхода химически восстановленных, то есть бескислородных и богатых метаном, водородом и CO₂ вулканических газов», — поясняет Колман. Парадоксально, но большая часть CO на месте исследований не поступала с вулканическими газами, а производилась самим микробным сообществом источников. Ученый и его коллеги также изучают возможные биотехнологические применения этих организмов для очистки промышленных газов от CO и производства био-водорода.