Приблизительно от 635 до 720 миллионов лет назад, во время самого сурового ледникового периода на Земле, согласно современным гипотезам, Земля дважды была почти полностью покрыта льдом. Вопрос о том, как жизнь пережила эти оледенения «Земли-снежка», продолжавшиеся около 50 миллионов лет, ставила ученых в тупик на протяжении многих десятилетий. Международная команда, возглавляемая голландскими и немецкими исследователями из Общества Макса Планка, обнаружила первый подробный проблеск жизни после «Снежного кома» в виде недавно обнаруженных древних молекул, погребенных в старых скалах.
«Все высшие формы жизни животных, включая нас, людей, производят холестерин. Водоросли и бактерии производят свои собственные характерные молекулы жира», - говорит первый автор Леннарт ван Малдегем из Института Макса Планка (MPI) для биогеохимии, который недавно переехал в Австралийский национальный университет в Канберре, Австралия. «Такие молекулы жира могут сохраняться в горных породах в течение миллионов лет как древнейшие (химические) остатки организмов и теперь говорят нам, какой тип жизни процветал в бывших океанах давным-давно».
Но ископаемые жиры, недавно обнаруженные исследователями в бразильских горных породах, отложившиеся сразу после последнего снежного оледенения, оказались не тем, что они подозревали. «Абсолютно нет», - говорит руководитель группы Кристиан Халлманн из MPI for Biogeochemistry. «Мы были совершенно озадачены, потому что эти молекулы выглядели совсем не так, как мы когда-либо видели раньше!»
Используя сложные методы разделения, команде удалось очистить крошечные количества загадочной молекулы и определить ее структуру с помощью ядерного магнитного резонанса в отделе ЯМР Кристиана Гризингера в Институте биофизической химии Макса Планка.«Это само по себе очень примечательно», - говорит Клаус Волькенштейн из MPI for Biophysical Chemistry и Центра геолого-геофизических исследований Геттингенского университета. «Никогда еще структура не была выяснена с помощью такого небольшого количества такой старой молекулы». Структура была химически идентифицирована как 25, 28-бисноргаммацеран, сокращенно BNG, как предполагает ван Мальдегем.
Ископаемые жиры, скорее всего, из гетеротропного планктона
И все же происхождение соединения оставалось загадочным. «Конечно, мы искали его где-нибудь еще», - говорит ван Мальдегем, который затем с удивительным успехом изучил сотни образцов древних горных пород. «В частности, скалы Гранд-Каньона действительно открыли глаза», - говорит Холлманн. Хотя в настоящее время в основном изнуряющая жара, эти скалы также были погребены под километрами ледникового льда около 700 миллионов лет назад. Детальный дополнительный анализ молекул в породах Гранд-Каньона, включая предполагаемые предшественники БНГ, распределение стероидов и структуры стабильных изотопов углерода, привел авторов к выводу, что новая молекула БНГ, скорее всего, происходит от гетеротрофного планктона, морских микробов, которые потребляют другие вещества. организмы для получения энергии.«В отличие, например, от зеленых водорослей, которые участвуют в фотосинтезе и, таким образом, относятся к автотрофным организмам, эти гетеротрофные микроорганизмы были настоящими хищниками, которые получали энергию, охотясь и пожирая другие водоросли и бактерии», - говорит ван Мальдегем.
Хищные виды создают пространство для водорослей и другого планктона
Хотя хищничество распространено среди планктона в современных океанах, открытие того, что оно было настолько заметным 635 миллионов лет назад, сразу после оледенения Земли Снежным комом, имеет большое значение для научного сообщества. «Параллельно с появлением загадочной молекулы BNG мы наблюдаем переход от мира, океаны которого содержали практически только бактерии, к более современной земной системе, содержащей гораздо больше водорослей. океаны и освободить место для водорослей», - говорит ван Мальдегем. Возникшие в результате более сложные пищевые сети обеспечили диетические потребности для развития более крупных и сложных форм жизни, включая линии, от которых произошли все животные, а в конечном итоге и мы, люди. Массовое начало хищничества, вероятно, сыграло решающую роль в преобразовании нашей планеты и ее экосистем в их нынешнее состояние.