Без железа нет жизни — ученые определили ключевой фактор развития сложной жизни

Исследователи из Оксфордского университета раскрывают важность железа для развития сложной жизни на Земле, что также может служить маркером возникновения сложной жизни на других планетах.

Без железа нет жизни — ученые определили ключевой фактор развития сложной жизни

Железо является важным питательным веществом, которое требуется почти всей жизни для роста и процветания. Важность железа восходит к формированию планеты Земля, где количество железа в каменистой мантии Земли было "задано" условиями, в которых формировалась планета, и имело серьезные последствия для развития жизни. Теперь ученые из Оксфордского университета раскрыли вероятные механизмы, с помощью которых железо влияет на развитие сложных форм жизни, что также может быть использовано для понимания того, насколько вероятными (или маловероятными) могут быть развитые формы жизни на других планетах. Работа недавно была опубликована в PNAS .

Первоначальное количество железа в породах Земли определяется условиями планетарной аккреции, во время которой металлическое ядро ​​Земли отделяется от ее каменистой мантии. Слишком мало железа в каменистой части планеты, такой как планета Меркурий, и появление жизни маловероятно. Слишком много, как на Марсе, и воду может быть трудно удержать на поверхности во времена, связанные с эволюцией сложной жизни.

Первоначально условия содержания железа на Земле были бы оптимальными для обеспечения удержания воды на поверхности. Железо также было бы растворено в морской воде, что делало его легко доступным, чтобы дать простым формам жизни толчок в развитии. Однако уровень кислорода на Земле начал расти примерно 2,4 миллиарда лет назад (это называется "Великим событием оксигенации"). Повышение уровня кислорода вызывает реакцию с железом, в результате чего оно становится нерастворимым. Гигатонны железа ушли из морской воды, где оно было гораздо менее доступно для развивающихся форм жизни.

Жизнь должна была найти новые способы получить необходимое ей железо. Например, инфекция, симбиоз и многоклеточность — это модели поведения, которые позволяют жизни более эффективно улавливать и использовать это дефицитное, но жизненно важное питательное вещество. Принятие таких характеристик привело бы к тому, что ранние формы жизни стали бы еще более сложными на пути к тому, что мы видим вокруг нас сегодня.

Потребность в железе как движущей силе эволюции и, как следствие, развития сложного организма, способного усваивать плохо доступное железо, может быть редким или случайным явлением. Это имеет значение для того, насколько вероятно наличие сложных форм жизни на других планетах.

Неизвестно, насколько распространена разумная жизнь во Вселенной. Наши концепции подразумевают, что условий, поддерживающих зарождение простых форм жизни, недостаточно, чтобы обеспечить последующую эволюцию сложных форм жизни. Может потребоваться дальнейший отбор по серьезным изменениям окружающей среды — например, как жизнь на Земле должна была найти новый способ доступа к железу. Такие временные изменения в планетарном масштабе могут быть редкими или случайными, что означает, что вероятность разумной жизни также может быть низкой.

Однако теперь знание того, насколько важно железо для развития жизни, может помочь в поиске подходящих планет, на которых могли бы развиваться формы жизни. Оценивая количество железа в мантии экзопланет, теперь можно сузить круг поиска экзопланет, способных поддерживать жизнь.

Читайте также

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Голод меняет мозг: почему нельзя решать проблемы натощак

Голод меняет мозг: почему нельзя решать проблемы натощак

Дешевый датчик из меди и цинка проводит оценку кавитации, защищая технику от гидравлических ударов

Дешевый датчик из меди и цинка проводит оценку кавитации, защищая технику от гидравлических ударов

Препараты «Оземпик» и «Мунджаро» могут повышать риск выпадения волос

Препараты «Оземпик» и «Мунджаро» могут повышать риск выпадения волос

Ученые МФТИ создали экспресс-катализаторы выхлопных газов

Ученые МФТИ создали экспресс-катализаторы выхлопных газов

Пермский Политех разработал сверхпрозрачное стекло для спутников

Пермский Политех разработал сверхпрозрачное стекло для спутников

В Калининграде создали углеродный материал nC для аккумуляторов будущего

В Калининграде создали углеродный материал nC для аккумуляторов будущего

Сколько клеток в организме человека? Ученые назвали наиболее точную оценку

Сколько клеток в организме человека? Ученые назвали наиболее точную оценку

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе гигантское «море» загадочных многоугольников

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе гигантское «море» загадочных многоугольников

Ученый предложил отправить первую межзвездную миссию к ближайшей черной дыре

Ученый предложил отправить первую межзвездную миссию к ближайшей черной дыре

Российские спутники «Луч» почти втрое увеличили передачу сигналов бедствия в системе КОСПАС-САРСАТ

Российские спутники «Луч» почти втрое увеличили передачу сигналов бедствия в системе КОСПАС-САРСАТ

Телескоп Chandra обнаружил раскаленное до 20 миллионов градусов «дыхание» древнего квазара

Телескоп Chandra обнаружил раскаленное до 20 миллионов градусов «дыхание» древнего квазара