Мікробне життя в Нижній геотермальній басейні Йеллоустоун може містити підказки до еволюції використання кисню в житті, згідно з останнім аналізом дослідників з Університету штату Монтана.
Мешканці джерел Октаопус і Конх в цьому басейні живуть у схожих на водорості, желатинових “стрімерах”, які енергійно коливаються в перегрітому потоці води, температура якого сягає 88 градусів за Цельсієм (190 градусів за Фаренгейтом). Ці організми генетично схожі на давні бактерії та археї, і їх існування дає можливість зазирнути в первісну “первинну супу”, з якої виникло життя.
Хоча ці мікробні спільноти мають багато схожих ознак, середовище джерел відрізняється за кількома важливими аспектами. Джерело Октаопус має значно вищий рівень розчиненого кисню (близько 20 мікромолярів), ніж джерело Конх, де його рівень менше 1 мікромоляр. Водночас Конх має значно вищий рівень розчиненого сульфіду (понад 120 мікромолярів), ніж Октаопус (менше 2-3 мікромолярів).
Ці хімічні відмінності дають можливість порівнювати спільноти мікробів у кожному джерелі і допомагають нам зрозуміти, як життя виживало до і під час Великої окиснювальної події (GOE), що сталася близько 2,5 мільярдів років тому, коли атмосферу Землі, яка була майже без кисню, заповнив наш улюблений газ.
Ранні мікроби Землі, безсумнівно, розробили способи впроваджувати сліди кисню в свою біохімію, але поява високореактивного молекулярного кисню вимагала еволюції нових механізмів захисту. Крім того, у високих концентраціях сульфіди можуть блокувати дихальні системи аеробних організмів сьогодні, що ставить питання, як давнє життя в гарячих джерелах змогло еволюціонувати, щоб протистояти і використовувати зростаючий рівень кисню.
З їх різними рівнями кисню та сульфідів, ці джерела можуть служити проксі для життя на різних етапах Великої окиснювальної події, надаючи ідеальні умови для пошуку підказок про цей важливий етап еволюції.
Дослідження очолив геомікробіолог Білл Інскіп, який вивчає термофільні мікроби Йеллоустоуну з 1999 року.
“Було б дуже складно відтворити таке дослідження в лабораторії, уявіть собі спробу створити потоки гарячої води з точно необхідними рівнями кисню та сульфідів”, — зазначає Інскіп. “Саме тому так важливо вивчати ці середовища. Ми можемо робити ці спостереження в тих самих геохімічних умовах, які необхідні для виживання цих організмів”.
Дослідження було опубліковане в журналі Nature Communications.