Новое исследование американских ученых, опубликованное в журнале « Труды Национальной академии наук» , проливает свет на роль переходных металлов в развитии жизни на Земле. Ученые обнаружили, что железо является ключевым металлом для ранних форм жизни, играя фундаментальную роль в поддержании биологических процессов в самых ранних днях одноклеточных организмов.
Железо, как и другие переходные металлы, поддерживает важные биологические процессы, включая дыхание, транскрипцию ДНК и метаболизм. Большинство ферментов, которые контролируют химические реакции в клетках, зависят от металлов, но новое исследование показывает, что железо было первым и, возможно, единственным переходным металлом, доступным для ранних форм жизни.
Основные выводы исследования:
- Роль железа в раннем возрасте: ученые утверждают, что ранняя жизнь зависела от металлов, с которыми он может взаимодействовать в раннем океане, насыщенном железом. Другие переходные металлы были чрезвычайно редкими и не играли существенной роли в биологических процессах того времени.
- Модель оценки металлов: ученые разработали модель для оценки концентрации металлов в ранних океанах Земли, которая показала значительное снижение растворенного железа после кислородной катастрофы - глобальное изменение в атмосфере, которое произошло около 2,5 миллиардов лет назад, когда появилось свободное кислород.
- Переход к другим металлам: результаты исследования показывают, что кислородная катастрофа была доминирующей металлом в ранних океанах, а затем, с повышением уровня кислорода и снижением растворимости железа, организмы начали использовать другие металлы, такие как цинк, марганец и медь, чтобы поддерживать свою жизнь.
- Адаптация и разнообразие жизни: уменьшение железа побудило ранние организмы адаптировать и использовать другие химические элементы, что способствовало появлению новых жизненно важных функций и разнообразия форм жизни на Земле.
Это открытие ставит под сомнение восприятие незаменимости определенных металлов в биологических процессах и подчеркивает важность железа в истории жизни на нашей планете.
