Новое открытие ученых ставит под сомнение гипотезу происхождения аэробной жизни на Земле

На модерации Отложенный

Металлические конкреции размером с картофелину, разбросанные по морскому дну Тихого океана, производят кислород в полной темноте и без какой-либо помощи со стороны живых организмов, показывают новые исследования.

Открытие этого глубоководного кислорода, получившего название "темный кислород", - первый случай наблюдения образования кислорода без участия организмов. Он бросает вызов тому, что мы знаем о возникновении жизни на Земле.

"Когда мы впервые получили эти данные, мы подумали, что датчики неисправны", - вспоминает ведущий автор исследования Эндрю Свитман, профессор и руководитель исследовательской группы по экологии морского дна и биогеохимии Шотландской ассоциации морских наук (SAMS). Но когда приборы продолжали показывать те же результаты, Свитман и его коллеги поняли, что они наткнулись на что-то уникальное.

Результаты, опубликованные 22 июля в журнале Nature Geoscience, предполагают, что небольшие металлические конкреции, обнаруженные в зоне Кларион-Клиппертон в северной части Тихого океана (CCZ), производят кислород посредством электролиза морской воды, при котором морская вода расщепляется на кислород и водород в присутствии электрического заряда. Согласно исследованию, этот заряд может быть вызван разницей в электрических потенциалах, которая существует между ионами металлов внутри конкреций, что приводит к перераспределению электронов.

Так называемые полиметаллические конкреции распространены на абиссальных равнинах океана, которые представляют собой плоские участки морского дна на глубине от 3 000 до 6 000 м.

Эти конкреции в основном содержат оксиды железа и марганца, но иногда и другие металлы - кобальт, никель и литий, а также редкоземельные элементы, такие как церий.

Свитман и его коллеги первоначально намеревались изучить потенциальное воздействие добычи полиметаллических конкреций на экосистему морского дна в CCZ - абиссальной равнине, занимающей 4,5 миллиона квадратных километров между Гавайями и Мексикой. В рамках этой оценки команда измерила изменения концентрации кислорода, используя специальные экспериментальные камеры в нескольких местах. Как правило, чем глубже погружаешься в океан, тем ниже уровень кислорода, поскольку там меньше света, а значит меньше фотосинтезирующих организмов, выделяющих кислород. Но вместо ожидаемого снижения содержания кислорода данные показали постоянные его выбросы с морского дна.

Открытие темного кислорода на глубине 4000 м, куда не проникает свет, ставит под сомнение веру ученых в то, что кислород на Земле вырабатывается естественным путем только в результате фотосинтеза. Это, в свою очередь, позволяет иначе рассмотреть вопрос о происхождении жизни на Земле.

"Для зарождения аэробной жизни на планете должен быть кислород. У ученых была уверенность, что кислород на Земле появился с эволюцией фотосинтезирующих организмов, - говорит Свитман. - Но теперь мы знаем, что кислород может вырабатываться в глубоководье, где нет света. Поэтому нам нужно вернуться к вопросу: где могла зародиться аэробная жизнь?" 

Результаты также показали, что потенциальная добыча полиметаллических конкреций на дней океана может сыграть критическую роль для глубоководных экосистем.