Самая древняя экосистема Земли оказалась неожиданно развитой и разнообразной
Известно, что микроорганизмы — самая ранняя форма жизни на нашей планете, возникшая и прочно утвердившаяся еще в палеоархейскую эру (3,2-3,6 миллиарда лет назад). Ранние следы их жизнедеятельности можно найти по всему миру, в морской и гидротермальной средах. Однако детально оценить разнообразие ранних микробных экосистем для реконструкции древней жизни на Земле — весьма сложная задача.
Так, до сих пор не ясно, когда и где возникла жизнь, когда диверсифицировались ранние микробные сообщества и какие организмы входили в их состав. Дело в том, что древнейшие геологические находки, включая потенциальные биосигнатуры (проявления последствий жизнедеятельности организмов), крайне редко сохраняются из-за постоянного обновления земной коры.
Информацию для реконструкции ранних экосистем обычно добывают из морфологических и геохимических отпечатков — фоссилий (ископаемых остатков) и химических соединений-биосигнатур (определенных молекул или изотопов). Но для достоверных выводов о древней жизни необходима комбинация нескольких потенциальных биоиндикаторов. Ведь абиотические процессы без участия живых организмов могут имитировать многие биосигнатуры.
Именно поэтому так уникальна и важна новая работа международной исследовательской группы, сочетающая в себе анализ горных пород зеленокаменного пояса Барбертон (ЮАР) на нескольких масштабах. Ученые изучили породы возрастом 3,42 миллиарда лет и смогли разгадать процессы метаболизма микробов, участвующих в древнем углеродном цикле. Исследование опубликовано в журнале Precambrian Research.
Проведя всесторонний анализ хорошо сохранившегося углеродистого вещества и связанных с ним минеральных фаз, исследователи выявили геохимические следы жизнедеятельности фотоавтотрофов (организмов, производящих кислород в процессе фотосинтеза за счет энергии солнечного излучения), автотрофных сульфатредуцентов (восстановителей сульфатов) и микробов, производящих метан или ацетат. Эти впечатляющие результаты подчеркивают, что уже в те времена в экосистемах существовали сложные микробные сообщества с развитым углеродным циклом.