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

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Физики хотели создать «лазер» из нейтрино — квантовая механика запретила это

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

Древний «американский гепард» оказался вовсе не гепардом

ИИ обнаружил шесть поясов аномалий на границе ядра Земли

ИИ обнаружил шесть поясов аномалий на границе ядра Земли

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Ученые разработали низкоуглеродный бензин с октановым числом до 102

Ученые разработали низкоуглеродный бензин с октановым числом до 102

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Компоненты материнского молока планируют получать из растений

Компоненты материнского молока планируют получать из растений

Пульсар испустил 114 гигантских импульсов за час наблюдения

Пульсар испустил 114 гигантских импульсов за час наблюдения

Эмуляция PS5 на ПК сделала большой шаг вперед — GTA V уже работает на ПК при 40–60 FPS

Эмуляция PS5 на ПК сделала большой шаг вперед — GTA V уже работает на ПК при 40–60 FPS

NASA расширила сеть связи с Вояджером и десятками других аппаратов в дальнем космосе

NASA расширила сеть связи с Вояджером и десятками других аппаратов в дальнем космосе