Oazė pasaulyje be deguonies

Jei į tą senovinį pasaulį žengtų žmogus, mirtų nuo uždusimo per minutę. Tik maždaug prieš 2,4 milijardus metų deguonis užplūdo vandenynus ir radosi mums pažįstamas oras ir jūros.

„Bet daug mokslininkų įtarė, kad pirmoji biologinė deguonies gamyba prasidėjo daug seniau,“ sako Timothy'is Lyonsas iš Kalifornijos universiteto River Side'e. 4 – 2,5 milijardų metų amžiaus uolienose dažnai pasitaiko turinčių daug geležies mineralų juostos. Jos susiformavo, kai bakterijos ėmė išskirti deguonį, kuris sureagavo su vandenynuose ištirpusia geležimi, suformuodamas ant dugno nusėdusias daleles.

Tad, deguonis galėjo kauptis izoliuotose kišenėse – galbūt nuo pasaulinio vandenyno atkirstose sekliose jūrose. „Deguonies oazių senovinėse jūrose idėja sklandė jau seniai, bet niekas negalėjo tokios oazės aptikti,“ sako Robertas Ridingas Tennessee'io universiteto Knoxville'yje. Jis su kolegomis tvirtina tokią radęs.

Jie rinko pavyzdžius iš Steep Rock ežero Ontario'je, Kanadoje. Ten uolos 2,8 mlrd metų amžiaus ir sudarytos iė geležies mineralų ir kalkakmenio mišinio, o taip pat plonų mikrobų kilimėlių, vadinamųjų stromatolitų. Šis regionas kadaise buvo „seklus šelfas, iš dalies atskirtas nuo atviros jūros stromatolitų rifu, ir šalia sausumos, galėjusios teikti maistines medžiagas“, sako Ridingas.

„Steep Rock'as yra vienas iš seniausių storų kalkakmenio sluoksnių Žemėje, ir tikrai geriausiai išsaugotas,“ sako Ridingas. Jo komandos atlikta kalkakmenio analizė rodo, kad jis nepakito nuo pat susiformavimo.

Tai svarbiausia, prideda Ridingas, kadangi kalkamenį sudarantis kalcio karbonatas gali susiformuoti tik vandenyje, iš kurio pašalinta visa ištirpusi geležis. Jis sako, kad geriausias šio mineralo buvimo paaiškinimas yra bakterijos, išskiriančios deguonį, suragavusį su vandenyje esančia geležimi (Precambrian Research, doi.org/tsq).

Tačiau ši oazė gyvavo tik apie 5 milijonus metų. Vėliau jūros lygis pakilo, persiliejo per rifą ir užpylė nauju geležies turtingu vandeniu, sukeldama deguonies lygio kritimą. „Tokių oazių egzistavimas buvo delikatus,“ sako Lee Kump iš Pensilvanijos valstijos universiteto University Parke.

Nežiūrint pavadinimo, oazės buvo pavojingos vietos. Kadangi deguonis chemiškai aktyvus, iš pradžių, jam kaupiantis, tai buvo mirtinas teršalas. Oazėse gyvenančios bakterijos turėjo išvystyti apsaugos nuo deguonies mechanizmus arba žūti. Taip oazės vertė ankstyvąją gyvybę taikytis prie deguonies, o paskui šios dujos įsitvirtino visame pasaulyje.

Tai buvo kritinis gyvybės evoliucijos Žemėje momentas. Galintiems gyventi deguonies aplinkoje organizmams galėjo išsivystyti gebėjimas išnaudoti deguonies cheminę energiją, ir tapti pirmaisiais pasaulio deguonies kvėpuotojais.

Michael Marshall
New Scientist № 2979