Ученые из Университета Ньюкасла обнаружили источник кислорода, который, возможно, повлиял на эволюцию жизни до появления фотосинтеза, пишет «eurekalert.org».
Новаторский исследовательский проект, раскрыл механизм, который может генерировать перекись водорода из горных пород во время движения геологических разломов.
Хотя в высоких концентрациях перекись водорода может быть вредной для жизни, она также может быть полезным источником кислорода для микробов. Этот дополнительный источник кислорода, возможно, повлиял на раннюю эволюцию и, возможно, даже на происхождение жизни в жарких средах на ранней Земле до эволюции фотосинтеза.
В тектонически активных регионах движение земной коры не только порождает землетрясения, но и образовывает трещины из поверхностных горных пород. Затем вода может фильтроваться и взаимодействовать в различных реакциях на недавно разрушенной породе.
В лаборатории студент магистратуры Джордан Стоун смоделировал эти условия, измельчив гранит, базальт и перидотит — типы пород, которые присутствовали бы в ранней земной коре. Затем их добавляли в воду в хорошо контролируемых бескислородных условиях при различных температурах.
Эксперименты показали, что значительное количество перекиси водорода - и, как следствие, потенциально кислорода - генерировалось только при температурах, близких к температуре кипения воды. Важно отметить, что температура образования перекиси водорода перекрывает диапазоны роста некоторых из самых теплолюбивых микробов на Земле, называемых гипертермофилами, включая эволюционные древние микробы, использующие кислород, вблизи корня Универсального Древа Жизни.
Ведущий автор Джордан Стоун, который проводил это исследование в области экологических наук о Земле, сказал: «В то время как предыдущие исследования предполагали, что небольшие количества перекиси водорода и других окислителей могут образовываться при стрессе или дроблении горных пород в отсутствие кислорода, это первое исследование, которое показывает жизненно важную важность горячих температур в максимизации производства перекиси водорода».
Главный исследователь д-р Джон Теллинг, старший преподаватель, добавил: «Это исследование показывает, что дефекты на щебне и минералах могут вести себя совсем не так, как вы ожидаете, что будут реагировать более «идеальные» минеральные поверхности. Все эти механохимические реакции должны генерировать перекись водорода и, следовательно, кислород — это вода, измельченные породы и высокие температуры, которые присутствовали на ранней Земле до эволюции фотосинтеза и которые могли повлиять на химию и микробиологию в горячих, сейсмически активных регионах, где жизнь, возможно, впервые эволюционировала.