Ученые обнаружили древнейшую бактерию

Американские геологии из Университета Цинциннати представили результаты нового исследования, которые доказывают существование в прошлом бактерий, свободно обходившихся без кислорода. Им удалось обнаружить окаменелости с подобными бактериями сразу в двух разных местах в Северо-Капской провинции Южно-Африканской Республики.

Хотя исследователи настаивают на том, что первая половина тех 4,5 миллиарда лет, которые существует Земля, играла ключевую роль в развитии и эволюции ранних форм жизни, таких как бактерии, убедительных сведений об этом периоде в научном мире до сих пор представлено не было. Сейчас же у ученых появились доказательства того, что древние бактерии были способны выживать при уровне кислорода в атмосфере менее одной тысячной процента от нынешнего.

По словам доцента кафедры геологии Эндрю Цайя из Университета Цинциннати, обнаруженные в ЮАР ископаемое серобактерии — древнейшие из когда-либо выявленных учеными. Образцы бактерий сохранились в слое твердого сланца, богатого диоксидом кремния.

«Это открытие помогает нам выявить разнообразие жизни и экосистем, которые существовали непосредственно перед Великой кислородной катастрофой, периодом ключевой атмосферной эволюции», — заявляет ученый.

Эндрю Цайя описывает эту окисляющую серу бактерию как «исключительно большую бактерию сферической формы, с гладкими микроскопических стенками». Ее возраст составляет около 2,52 миллиарда лет, а размеры гораздо больше, чем у большинства современных бактерий. По словам ученого, бактерия схожа с некоторыми современными одноклеточными организмами, которые живут на глубине океана, где велики концентрации серы, а кислорода — минимальное количество.

В своем исследовании, опубликованном в декабрьском номере журнала Geology, Эндрю Цайя и его коллеги Никола Бекес из Университета Йоханнесбурга и Джеффри Остерхут из Университета Цинциннати, продемонстрировали образцы древнейших бактерий. По словам исследователей, подобные микроорганизмы обитали в темных глубоководных зонах океана в период, называемый геологами неоархеем (примерно 2,8–2,5 миллиарда лет назад).

Впрочем, Эндрю Цайя признает, что эту уникальную находку все же нельзя назвать прямым доказательством того, что в указанный период на Земле существовали живые организмы, способные обходиться без кислорода и солнечного света. Тем не менее, данная окаменелость является важным научным артефактом, одним из немногих, обнаруженных в ЮАР и в Западной Австралии.

По словам Эндрю Цайя, ученые на протяжении многих лет высказывали предположения о том, что Южная Африка и Западная Австралия когда-то составляли единый древний суперконтинент под названием Ваальбара. Их разделение произошло из-за смещения тектонических плит.

Исходя из радиометрического датирования и геохимического изотопного анализа, обнаруженная учеными окаменелость была образована непосредственно на этом раннем суперконтиненте. Результаты этих анализов также говорят о том, что данные бактерии существовали непосредственно перед той эпохи, когда другие мелководные бактерии научились вырабатывать большое количество кислорода в качестве побочного продукта фотосинтеза. Этот период ученые называют Великой кислородной катастрофой.

По словам Эндрю Цайя, до этого периода ископаемые бактерии поглощали молекулы вулканического сероводорода, тот самый, что дает легко узнаваемый запах тухлых яиц. В ответ бактерии выпускали в атмосферу сульфат — газ, не имеющий запаха. Ученый отмечает, что это тот же самый процесс продолжается и сегодня: современные бактерии все также осуществляют процесс разложения органических веществ на минералы и газы.

«Хотя я не могу утверждать, что эти ранние бактерии являются теми же, что и современные, мы предполагаем, что они, возможно, делали то же самое, что и некоторые из нынешних бактерий», — поясняет Эндрю Цайя, подчеркивая, что этот факт является «выдающимся» для науки.