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

Ученые впервые перевезли антипротоны на грузовике

Ученые впервые перевезли антипротоны на грузовике

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Математик улучшил алгоритм поиска кратчайших путей спустя почти 30 лет

Математик улучшил алгоритм поиска кратчайших путей спустя почти 30 лет

Квантовая теория не позволяет рациональным наблюдателям «согласиться не соглашаться»

Квантовая теория не позволяет рациональным наблюдателям «согласиться не соглашаться»

Физик допустила возможность передачи информации между параллельными мирами

Физик допустила возможность передачи информации между параллельными мирами

Физики открыли новый тип переходного излучения в спиральных метаматериалах

Физики открыли новый тип переходного излучения в спиральных метаматериалах

Ученые раскрыли тайну задержки британского поезда из-за солнечной бури 178 лет спустя

Ученые раскрыли тайну задержки британского поезда из-за солнечной бури 178 лет спустя

Под крупнейшей пустыней Китая обнаружили два крупных источника подземных вод

Под крупнейшей пустыней Китая обнаружили два крупных источника подземных вод

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей

Цифровая модель защитит электросети от аварий и перегрузок

Цифровая модель защитит электросети от аварий и перегрузок

Cоздан тест для сверхраннего выявления болезней Альцгеймера и Паркинсона

Cоздан тест для сверхраннего выявления болезней Альцгеймера и Паркинсона

Алгоритм компьютерного зрения строит 3D-модель комнаты по серии обычных кадров

Алгоритм компьютерного зрения строит 3D-модель комнаты по серии обычных кадров