Кварц научил жизнь на Земле не бояться кислорода

США

• Горная порода

Сегодня кислород в воде и атмосфере планеты - благо для живых организмов. Но так было не всегда. Кислород в виде пероксида и свободных радикалов является страшно агрессивной формой окислителя и повреждает биомолекулы, в том числе ДНК, от которого необходимо иметь защиту. Для первых живых организмов кислород был страшным ядом и случившаяся 2,45 миллиардов лет назад "кислородная катастрофа", наполнившая им атмосферу планеты, должна была стать смертельным ударом.

В принципе, так и случилось, но погибли не все. Оказалось, что и само наполнение кислородом происходило поэтапно, с двумя предварительными "репетициями", состоявшимися за 150 и 50 миллионов лет до самого максимума события. УА кроме того, удалось обнаружить, что и горные породы помогали, чем могли, в плане адаптации жизни к присутствию агрессивного окислителя.

Генетический анализ современных видов организмов показал, что ферменты, нейтрализующие свободный кислород, появились задолго до катастрофы. Мало того, эти ферменты стали основой для производства белков, потребовавшихся в дальнейшем для фотосинтеза. Значит, некоторое количество кислорода периодически появлялось в воздухе и до фотосинтеза, вопрос в том, откуда он брался. Стараясь найти ответ на этот вопрос, Марк Тименс (Mark Thiemens) и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Диего опытным путем обнаружили, что если измельчить кристаллы кварца, которого полным-полно в горных породах, то в условиях ранней Земли при воздействии воды они выделяют пероксид водорода и другие формы активного кислорода.

По мнению исследователей, массовое разрушение кристаллов кварца в природе могло происходить вследствие землетрясений или движения ледников. Согласно расчетам исследователей, такие процессы должны были создавать в сотню миллиардов раз больше пероксида и других агрессивных форм кислорода, чем реакции, происходящие в атмосфере планеты. И это постоянно вынуждало живые организмы искать противоядие и учиться вырабатывать защиту. Работа ученых опубликована в издании PNAS.

Вера Максимова, 22.03.2023 16:19