Микробы уже убивали 90% жизни на Земле

Ученые полагают, что внезапный выброс метана и массовое вымирание 252 млн лет назад связано всего лишь со случайной мутацией, переносом генов у бактерий. Столь простая причина гибели 90% живых организмов на Земле вызывает определенную тревогу.

Геофизик Даниэль Ротман (Daniel Rothman) из Массачусетского технологического института (MIT) вместе со своими коллегам попытался разобраться в причинах массового вымирания, которое произошло в конце пермского периода - между 300 и 252 млн лет назад. Геологические данные показывают, что это событие сопровождалось смертельно высоким глобальным потеплением и подкислением океана. Причина этого явления неизвестна, высказывается предположение, что это произошло из-за извержения сибирских вулканов, которые были чрезвычайно активны в тот период.

Даниэль Ротман полагает, что толчком к массовому вымиранию было, казалось бы, положительное явление: накопление огромного количества питательных веществ в океане. Длительное время эти вещества было попросту некому есть, но ситуация изменилась, что привело к глобальной катастрофе.

Архея Methanosarcina благодаря небольшой мутации могла вызвать глобальную гибель почти всех живых организмов на планете

Сотни миллионов лет назад в океанах во множестве жили одноклеточные организмы – археи. Некоторые из них, например Methanosarcina, потребляют соединения углерода и выделяют метан. Однако микробы не могли переработать ацетат – ключевой компонент огромных запасов органических отложений, накопившихся на дне океана.

Как показало сравнение 50 геномов различных живых организмов, около 250 миллионов лет назад с помощью горизонтального переноса генов микробы все же приобрели способность усваивать ацетат. Таким образом археи смогли начать поглощение гигантских запасов пищи в океанах и, соответственно, начали выбрасывать в атмосферу большое количество метана. Данное событие совпадает по времени с массовым вымиранием - это позволяет предположить, что внезапный метановый выброс от деятельности бактерий стал причиной мощного парникового эффекта и вымирания.

Рисунок, изображающий животных эпохи Пермского периода. На рисунке Estemmenosuchus mirabilis – животное, которое жило более 250 млн лет назад в регионе современного города Пермь вблизи Уральских гор

Соавтор исследования эволюционный биолог Грегори Фурнье (Gregory Fournier) подсчитал, что из-за возросшей микробной активности концентрация некоторых газов, в том числе и метана, росла по экспоненте или даже по суперэкспоненте. Именно обильное «цветение» океана в результате размножения и усиленного питания микробов может объяснить массовое вымирание пермского периода. При этом сибирские вулканы могут быть частью этого процесса: вероятно они отвечают за увеличение количества никеля в донных отложениях. Дело в том, что этот металл является важным компонентом ферментов, с помощью которых микробы поглощают пищу и вырабатывают метан. Выбросы никеля в результате извержений обеспечили микроорганизмам условия для безудержных роста и питания.

Надо отметить, что хоть микробная версия и объясняет выброс метана, все еще остается загадкой гибель многих видов. Тем не менее, повышение уровня метана в атмосфере могло убить жизнь на поверхности, высвобождая сероводород. В это время в океанах жизнь погибала из-за нехватки кислорода и окисления воды. Ученые подчеркивают тот факт, что если однажды жизнь на Земле погибла из-за неожиданной мутации микробов, то это явление вполне может повториться и вызвать катастрофические последствия для климата планеты и человечества.