Новые исследования показывают, что между одним и двумя миллиардами лет назад в океане могло быть больше азота, чем считалось ранее, что позволило морским организмам размножаться в то время, когда впервые появились многоклеточность и эукариотическая жизнь.
Исследователи UBC отправились к озеру Киву в Демократической Республике Конго из-за того, что его химический состав схож с океанами протерозойского эона, примерно 2,3-0,5 миллиарда лет назад. Глубокие воды части озера не содержат кислорода и являются одним из немногих мест на Земле, где растворенное железо присутствует в высоких концентрациях.
«Мы впервые наблюдаем, как микробы рециркулируют азот, реагируя с железом в таком водоеме», - сказала Селин Михилс, ведущий автор исследования и аспирант UBC. «Хотя эти реакции наблюдались в лаборатории, их активность в озере Киву дает нам уверенность в том, что они могут играть важную роль в природных экосистемах, и позволяет нам строить математические модели, которые могут описывать эти реакции в океанах прошлого».
Michiels и ее коллеги обнаружили, что, когда микроорганизмы из озера Киву реагируют на железо с азотом в форме нитрата, часть этого азота превращается в газ, который выбрасывается в атмосферу, а остальная часть азота используется повторно. от нитрата до аммония, который остается растворенным и доступным для использования различными микроорганизмами в качестве питательного вещества.
Исследовательская группа использовала математические модели, основанные на данных, собранных в озере Киву, чтобы узнать больше о том, как эта переработка могла повлиять на жизнь в океанах в течение протерозойской эры. Они узнали, что биологическая активность не ограничивается доступностью азота, как считалось ранее, а, скорее всего, ограничивается другим ключевым питательным веществом, фосфором. Доступность питательных веществ сыграла важную роль в формировании характера и активности жизни в океанах того времени, тем самым заложив основу для эволюции многоклеточной жизни и эукариот..
«Очень интересно, что мы можем использовать информацию, извлеченную из современных сред, таких как озеро Киву, для создания и калибровки математических моделей, которые реконструируют химию и биологию почти двухмиллиардной давности», - сказал Шон Кроу, старший автор исследования и Доцент и заведующий кафедрой геомикробиологии Канады в Университете Британской Колумбии. «Благодаря этим моделям и подсказкам из горных пород мы узнаем все больше и больше о том, как эволюция жизни в древних океанах формировала химический состав поверхности Земли на протяжении долгих периодов ранней истории».