Международная группа учёных выяснила, что жизнь на Земле начала использовать редкий металл молибден более 3 миллиардов лет назад — задолго до того, как этот элемент стал широко доступен в океанах. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Молибден сегодня входит в состав ферментов, которые управляют важнейшими процессами обмена веществ — углеродным, азотным и серным циклами. Без него эти реакции могли бы идти, но слишком медленно для поддержания устойчивой жизни. Руководитель лаборатории Бетюль Качар из Университета Висконсин-Мэдисон пояснила: «Молибден находится в каталитическом центре ферментов, управляющих ключевыми химическими превращениями», а вопрос о времени его освоения живыми системами — это фактически вопрос о том, когда стали возможны важнейшие метаболические стратегии, определившие дальнейшую эволюцию.
Геологические данные свидетельствуют, что в древних океанах молибдена было ничтожно мало. Его концентрация начала расти лишь в период, когда микроорганизмы освоили фотосинтез, что в итоге привело к Великому кислородному событию около 2,45 миллиарда лет назад. До этого считалось, что первые организмы использовали схожий по свойствам металл — вольфрам, а к молибдену перешли позже, когда его стало больше.
Новое исследование опровергает эту версию. Учёные проанализировали данные о распределении молибдена в разные геологические эпохи и реконструировали историю его применения древними организмами. Выяснилось, что и молибден, и вольфрам использовались живыми системами одновременно ещё в архейский эон, а не последовательно. Молекулярные данные указывают на период от 3,7 до 3,1 миллиарда лет назад.
Учёные предполагают, что ключевую роль здесь сыграли гидротермальные источники на дне океана, которые способны локально концентрировать различные металлы, в том числе молибден, даже при его общей редкости в морской воде. Таким образом, эволюция могла «выбрать» молибден за его широкие каталитические возможности, несмотря на дефицит, — и организмы выработали механизмы его захвата, сообщает New-Science.ru.
Результаты исследования важны и для астробиологии. Они показывают, что жизнь способна адаптироваться к ограниченным ресурсам и использовать доступные элементы неожиданным образом. Это расширяет представления об условиях, при которых жизнь может существовать на других планетах с иным химическим составом атмосферы и океанов.